DE20210957U1 - Energy exchange device - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Energieaustausch-Vorrichtung und insbesondere eine Hochleistungs-Energieaustausch-VorrichtungThe invention relates to an energy exchange device and in particular to a high performance energy exchange device
Fig. 1 zeigt eine Energieaustausch-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Gemäß diesem Design weist die Energieaustausch-Vorrichtung eine zylindrische Energiequelle 10a, welche zum Bereitstellen/Liefern von Kälte/Wärme-Energie bestimmt ist, eine Röhrenleitung 20a, welche um die zylindrische Energiequelle 10a bereitgestellt ist und welche zum Liefern eines Fluids bestimmt ist, um einen Wärmeaustausch mit der zylindrische Energiequelle 10a durchzuführen, und einen Einlass 21a auf, welcher an einem Ende der Röhrenleitung 20a angeordnet ist, und welcher Einlass 21a zum Transportieren von Fluids verwendet wird. Dieses Design einer Energieaustausch-Vorrichtung ist in der Funktion nicht zufriedenstellend. Da die Röhrenleitung 20a einen kreisförmigen Querschnitt hat, ist 0 der Kontakt zwischen der Peripherie der zylindrischen Energiequelle 10a und der Peripherie der Röhrenleitung 2 0a ein linienförmiger Kontakt und das Fluid tritt durch die Röhrenleitung 2 0a hindurch und absorbiert wenig Energie von der zylindrischen Energiequelle 10a. Ferner, weil die 5 Röhrenleitung 20a einen kreisförmigen Querschnitt hat, tritt der Fluss schnell und geradeaus durch die Röhrenleitung 2 0a hindurch ohne Turbulenzen zu verursachen. Dadurch ist der Wärmeaustausch wenig effizient.Fig. 1 shows an energy exchange device according to the prior art. According to this design, the energy exchange device comprises a cylindrical energy source 10a which is intended for providing/supplying cold/heat energy, a piping 20a which is provided around the cylindrical energy source 10a and which is intended for supplying a fluid to perform heat exchange with the cylindrical energy source 10a, and an inlet 21a which is arranged at one end of the piping 20a and which inlet 21a is used for transporting fluids. This design of an energy exchange device is not satisfactory in function. Since the piping 20a has a circular cross-section, the contact between the periphery of the cylindrical energy source 10a and the periphery of the piping 20a is a linear contact and the fluid passes through the piping 20a and absorbs little energy from the cylindrical energy source 10a. Furthermore, because the piping 20a has a circular cross-section, the flow passes quickly and straight through the piping 20a without causing turbulence. As a result, the heat exchange is not very efficient.
Die Erfindung schafft eine Energieaustausch-Vorrichtung, welche die obigen Nachteile beseitigt. Es ist daher das Hauptziel der Erfindung eine Energieaustausch-Vorrichtung zu schaffen, welche eine verbesserte Leistungsfähigkeit im Energieaustausch zur Verfügung stellt.The invention provides an energy exchange device which eliminates the above disadvantages. It is therefore the main object of the invention to provide an energy exchange device which provides improved performance in energy exchange.
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Dieses und andere Ziele werden mit eine Energieaustausch-Vorrichtung erzielt, welche eine Energiequelle, welche zum Bereitstellen/Liefern von Energie (Wärmeenergie, elektrischer Energie, Energie in Form von infraroten oder ultravioletten Licht, usw.) bestimmt ist, einen Mantel, welcher um die Energiequelle herum bereitgestellt ist und welcher zum Liefern eines Fluids bestimmt ist, um einen Energieaustausch mit der Energiequelle durchzuführen, und ein innerhalb des Mantels bereitgestelltes spiralförmiges Element auf, welches sich spiralförmig um die Peripherie der Energiequelle erstreckt und welches einen spiralförmigen Fliessweg zum spiralförmigen Leiten des Fluids entlang der Peripherie der Energiequelle bestimmt.This and other objects are achieved with an energy exchange device comprising an energy source designed to provide/supply energy (heat energy, electrical energy, energy in the form of infrared or ultraviolet light, etc.), a sheath provided around the energy source and designed to supply a fluid to perform an energy exchange with the energy source, and a spiral element provided within the sheath which extends spirally around the periphery of the energy source and which defines a spiral flow path for spirally directing the fluid along the periphery of the energy source.
Mittels der erfindungsgemäßen Energieaustausch-Vorrichtung wird ein turbulenter Fluss des Fluids, welches durch den Mantel um die Energiequelle herum hindurchtritt, verursacht, wodurch der Vorgang des Wärmeaustausches verbessert ist.By means of the energy exchange device according to the invention, a turbulent flow of the fluid passing through the jacket around the energy source is caused, whereby the heat exchange process is improved.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Preferred embodiments are described in the dependent claims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer 0 Energieaustausch-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;Fig. 1 is a sectional side view of a prior art energy exchange device;
Fig. 2 eine Explosionsansicht einer Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;Fig. 2 is an exploded view of an energy exchange device according to a first embodiment of the invention;
Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht einer Energieaustausch-Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5Fig. 3 is a sectional side view of an energy exchange device according to the first embodiment of the invention; 5
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht einer Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;Fig. 4 is a sectional side view of an energy exchange device according to a second embodiment of the invention;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; undFig. 5 is a side view of an energy exchange device according to a third embodiment of the invention; and
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 6 is a side view of an energy exchange device according to a fourth embodiment of the invention.
Bezugnehmend auf die Figuren 2 und 3 ist eine Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welche eine Energiequelle 10, einen Mantel 20, ein schraubenspiralförmiges Element 30 und ein Dichtelement 40 aufweist. Erfindungsgemäß dient die Energiequelle 10 dazu Wärme oder elektrische Energie oder Lichtenergie bereitzustellen/zu liefern. Der Mantel 5 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Röhrenleitung, welche die Energiequelle 10 an ihrer Innenseite aufnimmt und welche zum Liefern eines Fluids entlang der Peripherie der Energiequelle 10 bestimmt ist. Das Dichtelement 40 ist zum Abdichten einer Lücke sicher an der Peripherie der Energiequelle 10 und an einem Ende der Röhrenleitung 20 befestigt. Die Röhrenleitung 20 weist zum Einlassen eines Fluids einen Einlass 21, welcher sich von einem Ende der Röhrenleitung aus erstreckt, und einen Auslass (nicht gezeigt) auf, welcher sich vom anderen Ende der Röhrenleitung ausReferring to Figures 2 and 3, an energy exchange device according to a first embodiment of the invention is shown, which comprises an energy source 10, a casing 20, a helical element 30 and a sealing element 40. According to the invention, the energy source 10 serves to provide/supply heat or electrical energy or light energy. The casing 5 is, according to this embodiment, a pipe which accommodates the energy source 10 on its inside and which is intended to supply a fluid along the periphery of the energy source 10. The sealing element 40 is securely attached to the periphery of the energy source 10 and to one end of the pipe 20 to seal a gap. The pipe 20 has an inlet 21 for admitting a fluid, which extends from one end of the pipe, and an outlet (not shown) which extends from the other end of the pipe.
• »»
erstreckt. Das spiralförmige Element 30 ist ein spiralförmiges Feder-Element, welches innerhalb der Röhrenleitung 2 0 befestigt ist und welches sich schraubenspiralförmig um die Peripherie der Energiequelle 10 herum ausdehnt, wobei es einen spiralförmigen Flussweg 31 um die Peripherie der Energiequelle 10 herum bestimmt.The spiral element 30 is a spiral spring element which is mounted within the tubing 20 and which extends in a helical manner around the periphery of the energy source 10, defining a spiral flow path 31 around the periphery of the energy source 10.
Wenn ein Fluid durch die Röhrenleitung 20 hindurch geliefert wird, absorbiert das Fluid Energie von der Energiequelle 10, wodurch ein Energieaustausch durchgeführt wird. Wenn das Fluid in die Röhrenleitung 20 geliefert wird, fließt es gewunden entlang des spiralförmigen Flussweges 31, wodurch die Energieaustausch-Zeit verlängert wird.When a fluid is supplied through the piping 20, the fluid absorbs energy from the energy source 10, thereby performing energy exchange. When the fluid is supplied into the piping 20, it flows tortuously along the spiral flow path 31, thereby prolonging the energy exchange time.
Die oben beschriebene Energieaustausch-Vorrichtung ist geeignet zum Verwenden in einem Wärmetauscher, einem elektrischen Wassererwärmer, einem elektrischen Dampferzeuger usw.. Die Energiequelle 10 kann aus leichtem, durchlässigen Material ausgebildet sein und dazu angepasst sein infrarotes Licht oder ultraviolettes Licht auszusenden. Wenn ein Fluid durch die Röhrenleitung 2 0 hindurchtritt, sterilisiert die Strahlung des infraroten- oder ultravioletten Licht das Fluid. Alternativ kann die Energiequelle 10 ausgebildet sein, Hochspannung zu entladen, so dass sie Ozon, Anionen oder Elektrolyse erzeugt.The energy exchange device described above is suitable for use in a heat exchanger, an electric water heater, an electric steam generator, etc. The energy source 10 may be formed of a lightweight, transmissive material and adapted to emit infrared light or ultraviolet light. When a fluid passes through the tubing 20, the radiation of the infrared or ultraviolet light sterilizes the fluid. Alternatively, the energy source 10 may be adapted to discharge high voltage so as to generate ozone, anions or electrolysis.
Fig. 4 zeigt eine Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist gleich mit dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme, dass Rippen 22 entlang der Innenwand der Röhrenleitung 20 und Rippen 32 um die Peripherie des spiralförmigen Elements 30 angeordnet sind. Die Rippen 32 des spiralförmigen Elements 30 sind im spiralförmigen Flussweg 31 angeordnet. Die Rippen 32 störenFig. 4 shows an energy exchange device according to a second embodiment of the invention. This embodiment is the same as the first embodiment described above except that ribs 22 are arranged along the inner wall of the tubing 20 and ribs 32 are arranged around the periphery of the spiral element 30. The ribs 32 of the spiral element 30 are arranged in the spiral flow path 31. The ribs 32 interfere
das Fluid, welches durch den spiralförmigen Flussweg 31 hindurchtritt, was ein turbulentes Fliessen bewirkt.the fluid passing through the spiral flow path 31, causing turbulent flow.
Fig. 5 zeigt eine Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein spiralförmiges Element 3 0 einstückig mit der Innenwand der Röhrenleitung 2 0 ausgebildet, welches in dem spiralförmigen Flussweg 31 angeordnete Rippen 32 aufweist.Fig. 5 shows an energy exchange device according to a third embodiment of the invention. According to this embodiment, a spiral element 3 0 is formed integrally with the inner wall of the tubing 2 0 and has ribs 32 arranged in the spiral flow path 31.
Fig. 6 zeigt eine Energieaustausch-Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist gleich mit dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme, dass das spiralförmige Element 30 aus zumindest zwei spiralförmigen Subelementen ausgebildet ist.Fig. 6 shows an energy exchange device according to a fourth embodiment of the invention. This embodiment is the same as the third embodiment described above except that the spiral element 30 is formed from at least two spiral sub-elements.
Ein Prototyp der Energieaustausch-Vorrichtung wurde mit den Merkmalen der beigefügten Figuren 2 bis 6 hergestellt. Die 0 Energieaustausch-Vorrichtung funktionierte ohne Schwierigkeiten, wobei sie alle vorher diskutierten Merkmale und Vorteile bereitstellte.A prototype energy exchange device was constructed having the features of the attached Figures 2 to 6. The energy exchange device operated without difficulty, providing all of the features and advantages previously discussed.
Zusammenfassend ist eine Energieaustausch-Vorrichtung so konstruiert, dass sie eine Energiequelle, welche zum Bereitstellen/Liefern von Energie bestimmt ist, einen Mantel, welcher um die Energiequelle herum bereitgestellt ist und welcher bestimmt ist, zum Bewirken eines Energieaustausches mit der Energiequelle, ein Fluid zu liefern, und ein innerhalb des Mantels bereitgestelltes spiralförmiges Element aufweist, welches sich spiralförmig um die Peripherie der Energiequelle erstreckt und welches einen spiralförmigen Flussweg zum spiralförmigen Leiten des Fluids entlang der Peripherie der Energiequelle bestimmt.In summary, an energy exchange device is constructed to include an energy source intended for providing energy, a shell provided around the energy source and intended for effecting energy exchange with the energy source to provide a fluid, and a spiral element provided within the shell which extends spirally around the periphery of the energy source and which defines a spiral flow path for spirally directing the fluid along the periphery of the energy source.
Obwohl besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Erläutern im Detail beschrieben wurden, können verschiedenartige Modifikationen und Verbesserungen gemacht werden, ohne von dem Geist und dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist die Erfindung außer durch die anhängenden Ansprüche nicht eingeschränkt.Although particular embodiments of the invention have been described in detail for illustrative purposes, various modifications and improvements may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited except as by the appended claims.
Claims (13)
einen Mantel (20), welcher um die Energiequelle (10) bereitgestellt ist und welcher dazu bestimmt ist, ein Fluid entlang der Peripherie der Energiequelle (10) zu leiten, um einen Energieaustausch mit der Energiequelle (10) zu bewirken; und
ein spiralförmiges Element (30), welches zwischen der Energiequelle und dem Mantel (20) bereitgestellt ist, wobei das spiralförmige Element (30) einen spiralförmigen Flussweg (31) definiert, welcher dazu bestimmt ist, ein Fluid entlang der Peripherie der Energiequelle (10) zu leiten. 1. Energy exchange device comprising: an energy source ( 10 ) intended to provide energy;
a jacket ( 20 ) provided around the energy source ( 10 ) and adapted to conduct a fluid along the periphery of the energy source ( 10 ) to effect an energy exchange with the energy source ( 10 ); and
a spiral element ( 30 ) provided between the energy source and the casing ( 20 ), the spiral element ( 30 ) defining a spiral flow path ( 31 ) intended to conduct a fluid along the periphery of the energy source ( 10 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20021107 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20060201 |