DE29503215U1 - Hydraulic thermal energy machine - Google Patents
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Description
Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Wärme, insbesondere Heizwärme für den privaten und industriellen Verbraucher mit einer in einer Kreislaufleitung mit öltank geschalteten Hydraulikpumpe mit Antriebsmotor, einem Steuerventil mit Drosselwirkung und einem Wärmetauscher, der den Wärmeträger des Verbrauchersystems und das öl einander wärmemäßig beeinflussend führt.The innovation concerns a device for generating heat, in particular heating heat for private and industrial consumers with a hydraulic pump with drive motor connected in a circuit line with an oil tank, a control valve with throttling effect and a heat exchanger which guides the heat carrier of the consumer system and the oil so that they influence each other in terms of heat.
Bei bekannten derartigen Einrichtungen wird öl mittels einer Pumpe, die über einen Antrieb verfügt, zu einem Verbraucher geführt, in mechanische Energie umgesetzt und das dabei erwärmte Öl über einen Wärmetauscher abgekühlt und dann dem öltank wieder zugeführt. Aus der DE-PS 36 32 658 ist es weiter bekannt, diese im Wärmetauscher vom öl übernommene Wärme beispielsweise auszunutzen, um damit das Heizungssystem eines Hauses, einer Wohnung oder sonstiger Räumlichkeiten zu betreiben. Auch Brauchwasser kann auf diese Art und Weise erwärmt werden, wobei die DE-PS 36 32 658 dazu lehrt, die Hydraulikpumpe entsprechend gezielt nur für die Erzeugung von Wärme einzusetzen. Nachteilig dabei ist, daß mit derartigen Einrichtungen nur ein relativ geringer Wirkungsgrad deshalb erreicht werden kann, weil lediglich die auftretende Verlustleitung zur Erwärmung des Öls eingesetzt wird, das dann wieder dirket als Wärmeträger für die Heizungsanlage dient oder aber indirekt durch Verwendung eines Wärmetauschers. Es ist zwar generell bereits bekannt, ein in die Kreislaufleitung geschaltetes Steuerventil so auszubilden, daß durch Drosselung des ölstroms eine Erwärmung des Öls erreicht wird. Das Öl wird unter hohem Druck mit großer Strömungsgeschwindigkeit in das Rohrleitungssystem und durch das Steuerventil gepreßt, so daß sich eine entsprechend günstige Ausnutzung und damit Erhitzung des Öls erreichen läßt. Das öl wird auf rund 85 "C gehalten, wobei die Pumpe so lange betrieben wird, bis diese Temperatur erreicht ist. Danach schaltet die Pumpe ab, so daßIn known devices of this kind, oil is fed to a consumer by means of a pump that has a drive, converted into mechanical energy and the oil that is heated in the process is cooled via a heat exchanger and then fed back into the oil tank. From DE-PS 36 32 658 it is also known to use the heat taken over from the oil in the heat exchanger, for example, to operate the heating system of a house, apartment or other room. Domestic water can also be heated in this way, with DE-PS 36 32 658 teaching that the hydraulic pump should be used specifically only to generate heat. The disadvantage here is that only a relatively low level of efficiency can be achieved with such devices because only the loss of heat that occurs is used to heat the oil, which then serves directly as a heat carrier for the heating system or indirectly through the use of a heat exchanger. It is generally already known to design a control valve connected to the circuit line in such a way that the oil is heated by throttling the oil flow. The oil is pressed into the pipe system and through the control valve under high pressure and at a high flow rate, so that a correspondingly favorable utilization and thus heating of the oil can be achieved. The oil is kept at around 85 "C, with the pump running until this temperature is reached. The pump then switches off, so that
nur bei Abnahme von Wärme auch ein Energieverbrauch durch den Antriebsmotor der Hydraulikpumpe erfolgt. Hydraulikpumpe und Antriebsmotor sind im ölstrom bzw. im Tank untergebracht, so daß auch die hier entstehende Wärme gezielt für die gesamte Energiebilanz mit eingesetzt werden kann. Dennoch ist die zu erzielende Energieausbeute nicht optimal und das öl muß mehrfach durch die Kreislaufleitung gepumpt werden, bis es die gewünschte hohe Temperatur aufweist, die dann zur Erwärmung beispielsweise von Brauchwasser dient.Energy consumption only occurs when heat is removed by the hydraulic pump's drive motor. The hydraulic pump and drive motor are housed in the oil flow or in the tank, so that the heat generated here can also be used specifically for the overall energy balance. However, the energy yield that can be achieved is not optimal and the oil must be pumped through the circuit line several times until it reaches the desired high temperature, which is then used to heat service water, for example.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeenergiemaschine mit hohem Wirkungsgrad und hoher Variabilität zu schaffen.The innovation is therefore based on the task of creating a heat energy machine with high efficiency and high variability.
Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuerventil einen gegen die Ringkante des Ventilgehäuses verschiebbaren Dichtkegel aufweist, der als Kegelstumpf ausgebildet und mit der Stumpffläche gegen den ölstrom weisend angeordnet ist, daß der Dichtkegel annähernd mit dem Kegelende im Bereich der Ringkante stehend angeordnet und das der Zuflußkanal im Ventilgehäuse verlängert ausgebildet ist.The task is solved according to the innovation in that the control valve has a sealing cone that can be moved against the ring edge of the valve housing, which is designed as a truncated cone and is arranged with the truncated surface facing the oil flow, that the sealing cone is arranged with the cone end approximately in the area of the ring edge and that the inflow channel in the valve housing is designed to be extended.
Durch diese besondere Ausbildung der Einrichtung bzw. speziell auch hier des Steuerventils ist erreicht, daß abweichend von sonst üblichen Bauweisen dieser Aggregate hohe Verluste auftreten, die sich in einer Aufheizung des Öls niederschlagen. Sowohl durch eine gezielte Verlängerung des Drosselweges bei entsprechender Blende wie auch durch die Ausbildung des Kegelstumpfes Anpralldrücke ergibt sich die vorteilhaft lokale Erwärmung des Öls, wobei rund 240 1 öl mit einer Durchlaufmenge von 32 1 pro Minute durch die Drossel des Steuerventils hindurchgedrückt werden. Innerhalb von maximal 12 Minuten ist dann das öl auf eine Temperatur von 85 1C gebracht und kann dann im Wärmetauscher gezielt eingesetzt werden, beispielsweise um die Heizung eines Hauses umweltfreundlich zu betreiben. Hinzukommt, daß durch die Verlängerung des Zuflußkanals im Ventilgehäuse der ölstrom gezielt über eineThis special design of the device, or in particular the control valve, means that, unlike the usual designs of these units, high losses occur, which result in the oil heating up. The advantageous local heating of the oil is achieved by both a targeted extension of the throttle path with a corresponding orifice and the design of the truncated cone impact pressure, whereby around 240 l of oil are pressed through the throttle of the control valve at a flow rate of 32 l per minute. Within a maximum of 12 minutes, the oil is then brought to a temperature of 85 1 C and can then be used in the heat exchanger in a targeted manner, for example to operate the heating of a house in an environmentally friendly way. In addition, the extension of the inflow channel in the valve housing allows the oil flow to be directed specifically via a
lange Strecke an der Wandung der Bohrung bzw. des Zuflußkanals entlang gepreßt und so verwirbelt wird, daß sich weitere Verluste in Form von Wärmegewinnung einstellen. Die Verlegung der Ringkante an das Kegelende oder besser gesagt ein entsprechend weites Einschieben des Dichtkegels in den Zuflußkanal fürht wiederum dazu, daß sich eine recht große Ringfläche bzw. Drosselfläche ergibt, die gezielt die hohe Erwärmung des Öls erzwingt.long distance along the wall of the bore or the inflow channel and is swirled in such a way that further losses occur in the form of heat gain. The relocation of the ring edge to the end of the cone or, more precisely, a correspondingly wide insertion of the sealing cone into the inflow channel in turn results in a fairly large ring surface or throttling surface, which specifically forces the high heating of the oil.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Neuerung ist vorgesehen, daß der Zuflußkanal in Richtung Dichtkegel trichterförmig ausgebildet ist. Dadurch wird die weiter vorn beschriebene Führung des wesentlichen ölstroms an der Wandung des Zuflußkanals entlang erzwungen. Dabei wird dennoch erreicht, daß ein entsprechend großer Teil des ölstroms gegen die Stumpffläche des Kegelstumpfes anprallt, wodurch sich wiederum eine Aufwärmung des Öls ergibt.According to a practical design of the innovation, the inflow channel is designed to be funnel-shaped in the direction of the sealing cone. This forces the previously described guidance of the main oil flow along the wall of the inflow channel. This still ensures that a correspondingly large part of the oil flow hits the truncated surface of the truncated cone, which in turn results in the oil heating up.
Eine weitere gezielte Erhöhung der Verluste erreicht man gemäß der Neuerung dadurch, daß der Dichtkegel eine unbearbeitete Oberfläche aufweist oder mit Absätze oder Rillen ausgebildet ist oder aber eine Beschichtung aufweist, die eine gezielte Rauhigkeit der Oberfläche erbringt. All diese beschriebenen Maßnahmen zielen darauf, die von der Pumpe erzeugte Druckenergie gezielt in Wärme umzuwandeln, um so das öl auf die gewünschten rund 85 °C zu bringen.According to the innovation, a further targeted increase in losses is achieved by the sealing cone having an unprocessed surface or being designed with steps or grooves or having a coating that creates a targeted roughness of the surface. All of these measures described aim to specifically convert the pressure energy generated by the pump into heat in order to bring the oil to the desired temperature of around 85 °C.
Über einen im verlängerten Zuflußkanal vor dem Dichtkegel angeordneten Stromteilungskegel wird der ölstrom gezielt an die Wandung des Zuflußkanals gepreßt, um so die entsprechende Verwirbelung in diesem Bereich zu erzwingen. Dabei kann der Stromteilungskegel auch wiederum so geformt sein, daß er zumindest einen Teil des Ölstroms quasi in Richtung auf die Stumpffläche des Kegelstumpfes führt. Hierzu weist der Stromteilungskegel zweckmäßigerweise einen rückwärtigen Anbau auf.The oil flow is pressed against the wall of the inflow channel in a targeted manner by a flow dividing cone arranged in the extended inflow channel in front of the sealing cone in order to force the corresponding turbulence in this area. The flow dividing cone can also be shaped in such a way that it guides at least part of the oil flow in the direction of the truncated surface of the truncated cone. For this purpose, the flow dividing cone expediently has a rear attachment.
Weiter ist es von Vorteil, wenn das öl auf seinem Weg durch das Steuerventil in zusätzliche Turbulenzen versetzt wird. Hierzu sieht die Neuerung vor, daß im Zuflußkanal und/- oder dem weiterführenden Ventilkanal Turbulenzen erzeugende Einbauten vorgesehen sind. Über diese hohen Turbulenzen erfolgt eine vorteilhafte Wärmeabgabe an den ölstrom.It is also advantageous if the oil is subjected to additional turbulence on its way through the control valve. To this end, the innovation provides for turbulence-generating components to be installed in the inflow channel and/or the valve channel leading on. This high level of turbulence results in beneficial heat being released to the oil flow.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme zur Verbesserung der Aufheizung des Öls ist gemäß der Neuerung darin zu sehen, daß der Ventilkanal innerhalb des Ventilgehäuses mehrfach umgelenkt ausgebildet ist. Dabei wird er vorzugsweise mehrfach um 90e umgelenkt, wodurch das Öl sich wiederum gezielt aufwärmt, um innerhalb kürzester Zeit die Zieltemperatur von rund 80 bis 85 8C zu erreichen.Another advantageous measure to improve the heating of the oil is that the valve channel is designed to be deflected several times within the valve housing. It is preferably deflected several times by 90 degrees , which in turn heats up the oil in a targeted manner in order to reach the target temperature of around 80 to 85 ° C within a very short time.
Weiter vorne ist erwähnt, daß der Zuflußkanal bis zum Dichtkegel verlängert ausgebildet sein soll. Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, daß er von rund 10 mm auf 30 - 50 mm, vorzugsweise 35 mm Länge verändert wird. Dadurch erreicht man die beschriebene hohe lokale Erwärmung bereits im Eintrittsbereich des Steuerventils.It was mentioned earlier that the inflow channel should be extended to the sealing cone. According to the innovation, it is planned that it will be changed from around 10 mm to 30 - 50 mm, preferably 35 mm in length. This will achieve the high local heating described already in the inlet area of the control valve.
Das Öl wird in der ölpumpe mit rund 100 bis 250 bar, vorzugsweise 170 bar verdichtet, um dann in die Kreislaufleitung gepreßt zu werden, üra Nachteile am System zu vermeiden, sieht die Neuerung vor, daß dem Steuerventil ein einstellbares Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist, das beispielsweise bei Erreichen des höchsten Drucks von 170 bar öffnet, so daß dann entweder eine geringere Menge nur durch das Steuerventil strömt oder aber der gesamte Strom direkt wieder in den Tank zurückgeführt wird.The oil is compressed in the oil pump to around 100 to 250 bar, preferably 170 bar, and then pressed into the circuit line. In order to avoid disadvantages in the system, the innovation provides that an adjustable pressure relief valve is assigned to the control valve, which opens, for example, when the highest pressure of 170 bar is reached, so that either a smaller amount flows through the control valve or the entire flow is returned directly to the tank.
Zur Erhöhung der Sicherheit sieht die Neuerung weiter vor, daß der Ventilkanal endseitig axial zum Zuflußkanal verlaufend ausgebildet und mit ihm über einen über eine Druckwaage verschließbaren Direktkanal mit geringem Querschnitt verbunden ist. Die Direktverbindung zwischen Eingangs- undTo increase safety, the innovation also provides that the valve channel runs axially to the inflow channel at the end and is connected to it via a direct channel with a small cross-section that can be closed using a pressure compensator. The direct connection between the inlet and
Ausgangsstutzen wird somit über die Druckwaage verschlossen, die dafür sorgt, daß das Öl in der Regel über den Ventilkanal und die mehrfachen Umlenkungen zum Ausgangsstutzen strömen muß. Wird der vorgesehene Druck aber überschritten, wird wiederum zur Sicherheit das öl auf direktem Wege abgeführt. Dies würde beispielsweise erforderlich, wenn das Druckbegrenzungsventil ausfällt oder aber falsch eingestellt ist. Damit ist eine erhöhte Sicherheit erreicht.The outlet connection is thus closed by the pressure compensator, which ensures that the oil usually has to flow through the valve channel and the multiple diversions to the outlet connection. However, if the specified pressure is exceeded, the oil is drained directly for safety reasons. This would be necessary, for example, if the pressure relief valve fails or is incorrectly adjusted. This ensures increased safety.
Die Hysraulikpumpe und auch der Antriebsmotor geben ihre Wärme ebenfalls an das öl ab, wie weiter vorne ausgeführt ist. Sie sind hierzu gemäß der Neuerung mit dem Steuerventil in einem öldichten, wärmeisolierten Behälter angeordnet, wobei der Antriebsmotor als ünterölelektromotor ausgebildet ist. Das öl, das ja im Wärmetauscher seine Wärme wieder abgibt, dient somit gleichzeitig vorteilhaft zum Abkühlen des ünterölelektromotors, der Hydraulikpumpe und des Steuerventils, die damit vor wärmemäßiger Überlastung geschützt sind. Gleichzeitig wird damit dem Steuerventil vorgewärmtes öl zugeführt, so daß die notwendige Wärmeerhöhung schneller erreicht werden kann.The hydraulic pump and the drive motor also give off their heat to the oil, as explained above. According to the innovation, they are arranged with the control valve in an oil-tight, heat-insulated container, whereby the drive motor is designed as an under-oil electric motor. The oil, which gives off its heat in the heat exchanger, is therefore also used to cool the under-oil electric motor, the hydraulic pump and the control valve, which are thus protected from thermal overload. At the same time, preheated oil is fed to the control valve, so that the necessary heat increase can be achieved more quickly.
Der Ünterölelektromotor wird auch seinerseits gezielt zur Vorwärmung des Öls eingesetzt, indem er zwischen Stator und Rotor unter rund 45* schräg verlaufende Schlitzöffnungen bzw. im Rotor ausgebildete Ölrillen aufweist. Das öl wird somit beim Durchströmen des Unterölelektromotors mit aufgeheizt, wobei die Hydraulikpumpe so geschaltet ist, daß sie das den Ünterölelektromotor durchströmende öl ansaugt, so daß es im Ünterölelektromotor nicht zu einem Stillstand des Öls und damit zu einer Gefährdung kommen kann. Auch die schräg verlaufenden ölrillen begünstigen diesen Effekt vorteilhaft.The sub-oil electric motor is also used specifically to preheat the oil by having slanted openings at around 45° between the stator and rotor or oil grooves in the rotor. The oil is thus heated as it flows through the sub-oil electric motor, with the hydraulic pump being switched in such a way that it sucks in the oil flowing through the sub-oil electric motor so that the oil in the sub-oil electric motor cannot come to a standstill and thus pose a hazard. The slanted oil grooves also promote this effect.
Durch eine gezielte ggf. auch noch einstellbare Behinderung des Ölflusses durch die ölrillen kann eine zusätzliche Aufwärmung des Öls erreicht werden. Hierzu ist neuerungsgemäß vorgesehen, daß den ölrillen Drallelemente zugeordnet sind.By specifically obstructing the flow of oil through the oil grooves, which can also be adjusted, additional heating of the oil can be achieved. To this end, the new system provides for swirl elements to be assigned to the oil grooves.
Die Neuerung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Einrichtung bzw. eine hydraulische Wärmeenergiemaschine geschaffen ist, die vorteilhaft dafür sorgt, daß das öl, das für Wärmezwecke benötigt wird, innerhalb kürzester Zeit auf rund 85 "C erwärmt wird. Das öl wird hierzu sowohl im Gehäuse, in dem der Antriebsmotor, die Hydraulikpumpe und das Steuerventil untergebracht sind, aufgewärmt, wie auch speziell im Steuerventil, das entsprechende Drosselstellen aufweist. Diese Drosselstellen können auf eine Stelle, nämlich den Dichtkegel konzentriert sein oder aber auch verteilt im Ventilgehäuse vorgesehen werden, um so eine möglichst kurzzeitige Erwärmung des Öls zu erzwingen. Diese Erwärmung des Öls wird durch entsprechende gezielt hervorgerufene Druckverluste des auf rund 170 bar verdichteten Öls erreicht. Das Steuerventil als solches kann in einem Durchlauf eine Erwärmung des Öls um 20 - 30 *C erbringen, je nachdem wie die Drossel bzw. die Drosselstellen eingestellt sind. Vorteilhaft dabei ist, daß diese Drosselstellen gezielt eingestellt bzw. verändert werden können, so daß der Zeitraum, innerhalb dessen die Erwärmung des Öls auf die Zielteiaperatur erreicht wird, genau vorgegeben werden kann.The innovation is particularly characterized by the fact that a device or a hydraulic heat energy machine has been created which advantageously ensures that the oil required for heating purposes is heated to around 85 °C within a very short time. The oil is heated both in the housing in which the drive motor, the hydraulic pump and the control valve are housed, and specifically in the control valve, which has corresponding throttle points. These throttle points can be concentrated in one place, namely the sealing cone, or they can be distributed throughout the valve housing in order to force the oil to heat up as quickly as possible. This heating of the oil is achieved by appropriate, deliberately induced pressure losses of the oil compressed to around 170 bar. The control valve as such can heat the oil by 20 - 30 °C in one pass, depending on how the throttle or throttle points are set. The advantage here is that these throttle points can be specifically set or changed, so that the period within which the oil is heated to the The target temperature can be precisely specified.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des neuerungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the inventive object can be found in the following description of the accompanying drawing, in which a preferred embodiment is shown with the necessary details and individual parts. They show:
ein Schema einer Wärmeenergiemaschine, einen Schnitt durch das Steuerventil, eine Seitenansicht des Steuerventils mit angedeuteten Kanälen,a diagram of a heat energy machine, a section through the control valve, a side view of the control valve with indicated channels,
unterschiedliche Ausbildungen des Dichtkegels ,different designs of the sealing cone,
ein vereinfachtes Schaltbild der Einrichtung unda simplified circuit diagram of the device and
Pig. 6 Hydraulikpumpe und Antriebsmotor, wobei letzterer im Schnitt wiedergegeben ist.Pig. 6 Hydraulic pump and drive motor, the latter shown in section.
Fig. 1 zeigt das Schema einer Wärmeenergiemaschine 1 bzw. einer Einrichtung zur Erzeugung von Wärme. Innerhalb des einen wesentlichen Teil der Einrichtung darstellenden Behälters 2 sind die Hydraulikpumpe 3, der Antriebsmotor 4, ein öltank 5 und das Steuerventil 6 untergebracht. Einzelheiten hierzu werden weiter hinten noch erläutert. Zur Regelung der hier als Wärmeenergieanlage für eine Heizanlage vorgesehenen Einrichtung ist vorne auf dem Behälter 2 eine Reglerplatte 7 angeordnet.Fig. 1 shows the diagram of a heat energy machine 1 or a device for generating heat. The hydraulic pump 3, the drive motor 4, an oil tank 5 and the control valve 6 are housed within the container 2, which represents an essential part of the device. Details of this will be explained further below. To control the device, which is intended here as a heat energy system for a heating system, a control plate 7 is arranged on the front of the container 2.
Das im Behälter 2 bzw. in der Hydraulikpumpe 3 verdichtete öl wird im Kreislauf geführt, wobei eine unterstützende Umlaufpumpe 8 vorgesehen werden kann, die in die Kreislauf~ leitung 9 geschaltet ist. Sie sorgt dafür, daß das Öl über die Schlangen im Wärmetauscher 10 geführt und dann in den Behälter 2 zurückgeleitet wird. In dem Wärmetauscher 10 ist beispielsweise Wasser gespeichert, das im eigenen Kreislauf und über die Umlaufpumpe 12 den verteilt angeordneten Heizkörpern 13 zugeführt wird. Die Regelarmatur 11 ist dem Wärmetauscher 10 zugeordnet und läßt insbesondere Temperaturverlauf u. ä. innerhalb des Wärmetauschers 10 erkennen und überprüfen .The oil compressed in the tank 2 or in the hydraulic pump 3 is circulated, whereby a supporting circulation pump 8 can be provided, which is connected to the circulation line 9. It ensures that the oil is guided over the coils in the heat exchanger 10 and then returned to the tank 2. For example, water is stored in the heat exchanger 10, which is fed in its own circuit and via the circulation pump 12 to the distributed radiators 13. The control valve 11 is assigned to the heat exchanger 10 and in particular allows the temperature curve etc. within the heat exchanger 10 to be recognized and checked.
Das im Behälter 2 in einem ölbad angeordnete steuerventil 6 ist teilweise in Fig. 2 im Schnitt wiedergegeben. Deutlich wird hier, daß das Ventilgehäuse 15 in einen Ventilkörper 16 aufnimmt, dessen Dichtkegel 17 in den Zuflußkanal 21 hineinragt. Der Dichtkegel 17 ist hier als Kegelstumpf ausgebildet, wobei die Stumpffläche 18 genau in den Ölstrom 22 hineinweist. Dadurch kommt es hier zu ersten Anpralldruckeffekten und zu einer Erwärmung des Öls. Der eigentliche Drosseleffekt wird am Kegelende 19 im Bereich der Ringkante 20 erzeugt. Diese Ringkante 20 und das Kegelende 19 wirken praktisch als Blende, wobei der in dem wesentlich größeren Zu-The control valve 6 arranged in an oil bath in the container 2 is shown in part in section in Fig. 2. It is clear here that the valve housing 15 accommodates a valve body 16, the sealing cone 17 of which protrudes into the inflow channel 21. The sealing cone 17 is designed here as a truncated cone, with the truncated surface 18 pointing directly into the oil flow 22. This leads to the first impact pressure effects and to heating of the oil. The actual throttling effect is generated at the cone end 19 in the area of the ring edge 20. This ring edge 20 and the cone end 19 practically act as an orifice, whereby the much larger inflow
flußkanal 21 herangeführte Ölstrom mit seinen hier noch rund 170 bar durch diese geringe Blende hindurchgepreßt wird. Der Drosselweg ist entsprechend lang durch die Ausbildung des Dichtkegels 17, wobei dieser Effekt noch dadurch begünstigt wird, daß auch der Zuflußkanal 21^eInO wesentlich größere Länge als sonst üblich aufweist. Hier kommen Zuflußkanallängen von 35 am und mehr in Frage.The oil flow fed into the flow channel 21, with its pressure of around 170 bar, is forced through this small aperture. The throttle path is correspondingly long due to the design of the sealing cone 17, and this effect is further enhanced by the fact that the inflow channel 21^eInO is also significantly longer than usual. Inflow channel lengths of 35 μm and more are possible here.
Mit 20 ist die Ringkante bezeichnet, die ja gleichzeitig die Abrißkante ist. Das öl wird hier stark verwirbelt und dann in den größeren Ringraum um den Ventilkörper 16 eingelassen, wodurch eine weitere Erwärmung erreicht wird, bevor das Öl dann durch den Ventilkanal 23 abgeleitet wird.The ring edge is designated 20, which is also the separation edge. The oil is strongly swirled here and then let into the larger ring space around the valve body 16, whereby further heating is achieved before the oil is then discharged through the valve channel 23.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ist der Zuflußkanal 21 leicht trichterförmig ausgebildet. Dies begünstigt die Führung des ölstroms 22 dicht an der Wandung 27 des Zuflußkanals 21 entlang. Die entsprechende Führung an der Wandung 27 entlang kann dabei noch begünstigt werden, indem vor dem eigentlichen Dichtkegel 17 bzw. Ventilkörper 16 ein Stromteilungskegel 24 vorgesehen ist, der über Halterungen 26 in den Zuflußkanal 21 genau mittig gehängt ist. Der Stromteilungskegel 24 sollte dabei abweichend von der Darstellung in Fig. 2 möglichst so aufgehängt werden, daß an der Wandung 27 entlang möglichst viele Wirbel im ölstrom erzeugt werden, und damit eine entsprechend gezielte Erwärmung dieses Mediums.In the design shown in Fig. 2, the inflow channel 21 is slightly funnel-shaped. This facilitates the guiding of the oil flow 22 close to the wall 27 of the inflow channel 21. The corresponding guiding along the wall 27 can be further facilitated by providing a flow dividing cone 24 in front of the actual sealing cone 17 or valve body 16, which is suspended exactly in the middle of the inflow channel 21 via brackets 26. The flow dividing cone 24 should, in contrast to the illustration in Fig. 2, be suspended in such a way that as many vortices as possible are generated in the oil flow along the wall 27, thus achieving a correspondingly targeted heating of this medium.
Eine weitere Erwärmung erreicht man durch eine besondere Ausbildung der Oberfläche 25 des Dichtkegels 17, wobei gemäß Fig. 4 Rillen 38, 39 oder auch eine entsprechend rauhe Beschichtung 40 vorgesehen werden könne. In aller Regel reicht es aber auch schon, wenn die Oberfläche 25 des Dichtkegels nicht bearbeitet ist. Die hierdurch verbleibende Rauhigkeit der Oberfläche 25 führt aufgrund des hohen Druckes des Öls zu ausreichenden Effekten bezüglich Verwirbelung o. ä.Further heating can be achieved by a special design of the surface 25 of the sealing cone 17, whereby grooves 38, 39 or a correspondingly rough coating 40 can be provided as shown in Fig. 4. As a rule, however, it is sufficient if the surface 25 of the sealing cone is not machined. The resulting roughness of the surface 25 leads to sufficient effects in terms of turbulence or similar due to the high pressure of the oil.
Während durch die beschriebene Ausbildung des Dichtke-While the described design of the sealing
gels 17, der Ringkante 20 und auch des Zuflußkanals 21 eine Erwärmung von 20 auf beispielsweise 40 bis 50 *C erreicht wird, kann eine weitere gezielte Erwärmung durch eine entsprechende Führung des ölStroms durch das Steuerventil 6 erreicht werden. Nach Fig. 3, wo eigentlich das Äußere eines solchen Steuerventils 6 wiedergegeben ist, wird der Ventilkanal 23 mehrfach um 90" umgelenkt, so daß das öl an den entsprechenden Umlenkpunkten 37, 37', 37", 37'", 37"" eine entsprechende Beaufschlagung und Erwärmung erfährt.gel 17, the ring edge 20 and also the inflow channel 21, a heating from 20 to, for example, 40 to 50 *C is achieved, a further targeted heating can be achieved by appropriately guiding the oil flow through the control valve 6. According to Fig. 3, which actually shows the exterior of such a control valve 6, the valve channel 23 is deflected several times by 90" so that the oil is subjected to a corresponding loading and heating at the corresponding deflection points 37, 37', 37", 37'", 37"".
Fig. 3 zeigt wie schon erwähnt das Ventilgehäuse 15 in Seitenansicht, wobei deutlich wird, daß der ölstrom über den Exngangsstutzen 29 in das Steuerventil 6 hineingleitet und dann über den Zuflußkanal 21 bis zum Dichtkegel 17 bzw. bis zum Ventilkörper 16 geführt wird. Hier erfolgt die weiter vorn beschriebene Umlenkung, Beeinflussung und Erwärmung und schließlich die Weiterführung über den Ventilkanal 23. In diesen Ventilkanal sind nach Fig. 3 weitere Einbauten 31, 32 eingebracht, um so eine weitere Beeinflussung des ölStroms zu erzwingen. Die Einstellung des Dichtkegels 17 erfolgt übrigens über das Stellrad 30, wobei dieses Stellrad 30 so ausgebildet ist, daß eine Feineinstellung erreicht wird, die am oberen Rand des Ventilgehäuses 15 kenntlich gemacht wird. Das öl wird dann über den Ausgangsstutzen 35 abgeführt und der Kreislaufleitung 9 übergeben.As already mentioned, Fig. 3 shows the valve housing 15 in a side view, whereby it is clear that the oil flow slides into the control valve 6 via the outlet connection 29 and is then guided via the inflow channel 21 to the sealing cone 17 or to the valve body 16. This is where the previously described deflection, influence and heating takes place and finally the flow continues via the valve channel 23. According to Fig. 3, further fittings 31, 32 are introduced into this valve channel in order to force a further influence on the oil flow. The sealing cone 17 is adjusted via the adjusting wheel 30, whereby this adjusting wheel 30 is designed in such a way that a fine adjustment is achieved, which is indicated on the upper edge of the valve housing 15. The oil is then discharged via the outlet connection 35 and transferred to the circulation line 9.
Zur sicherung des Systems und um insbesondere Beheizungen zu vermeiden, ist im Ventilgehäuse 15 eine Druckwaage 33 installiert, die den Direktkanal 34 zwischen Eingangsstutzen 29 und Ausgangsstutzen 35 öffnet, wenn der Druck von rund bar übertroffen wird. Über die Stellschraube 36 kann die Druckwaage 33 den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend eingestellt werden.To secure the system and in particular to avoid overheating, a pressure compensator 33 is installed in the valve housing 15, which opens the direct channel 34 between the inlet connection 29 and the outlet connection 35 when the pressure exceeds around bar. The pressure compensator 33 can be adjusted to suit the respective conditions using the adjusting screw 36.
Fig. 4 zeigt wie schon erwähnt besondere Ausbildungen des Dichtkegels 17 bzw. genauer gesagte dessen Oberfläche Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, daß abge-As already mentioned, Fig. 4 shows special designs of the sealing cone 17 or, more precisely, its surface. It has already been pointed out earlier that
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sehen von einer unbearbeiteten Oberfläche 25 auch die Möglichkeit besteht, die Oberfläche 25 mit Rillen 38, 39 oder einer entsprechenden eine hohe Rauheit ergebenden Beschichtung 40 zu versehen.In addition to an unmachined surface 25, it is also possible to provide the surface 25 with grooves 38, 39 or a corresponding coating 40 resulting in a high level of roughness.
Fig. 5 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild, wobei deutlich wird, daß über die Hydraulikpumpe 3 und den Antriebsmotor 4 das öl aus dem öltank 5 in das Steuerventil 6 gefördert und gepreßt wird. Hier ist angedeutet, daß innerhalb des Steuerventils 6 eine Drosselwirkung erzielt wird. Dem Steuerventil 6 vorgeordnet ist ein Druckbegrenzungsventil 42, das als Regelsicherungsventil dient und den ölstrom dann direkt in die Kreislaufleitung 9 ableitet oder zumindest zum Teil, wenn entweder das Steuerventil 6 ausfällt oder aber der von der Pumpe erzeugte Druck zu hoch wird.Fig. 5 shows a simplified circuit diagram, which clearly shows that the oil is pumped and pressed from the oil tank 5 into the control valve 6 via the hydraulic pump 3 and the drive motor 4. This indicates that a throttling effect is achieved within the control valve 6. A pressure relief valve 42 is arranged upstream of the control valve 6, which serves as a control safety valve and then diverts the oil flow directly into the circuit line 9, or at least partially, if either the control valve 6 fails or the pressure generated by the pump becomes too high.
Das entsprechend im Steuerventil 6 erhitzte Öl gelangt zunächst in einen weiteren Tank oder auch direkt in den Wärmetauscher 10, wo das Öl abgekühlt und dann dem Tank 5 wieder zugeführt wird.The oil heated accordingly in the control valve 6 first passes into another tank or directly into the heat exchanger 10, where the oil is cooled and then fed back into the tank 5.
Pig, 6 schließlich zeigt die besonder Ausbildung des Antriebsmotors 4, der der Hydraulikpumpe 3 zugeordnet ist. Der Antriebsmotor 4 ist als ünterölelektromotor ausgebildet, wobei zwischen Stator 44 und Rotor 45 ein Schlitz verbleibt, durch den das öl zur Abkühlung des Antriebmotors 4 hindurchgedrückt wird. Bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Ausführung ist der Stator 44 mit ölrillen 46, 47 ausgerüstet, die unter rund 45° schräg verlaufend angeordnet sind und dafür sorgen, daß das Öl durch die Ölrillen 46, 47 hindurchgeschleudert wird. Dies wird noch dadurch begünstigt, daß die Hydraulikpumpe 3 das Öl zusätzlich ansaugt.Pig, 6 finally shows the special design of the drive motor 4, which is assigned to the hydraulic pump 3. The drive motor 4 is designed as an under-oil electric motor, with a slot remaining between the stator 44 and rotor 45, through which the oil is pressed to cool the drive motor 4. In the design shown in Fig. 6, the stator 44 is equipped with oil grooves 46, 47, which are arranged at an angle of around 45° and ensure that the oil is thrown through the oil grooves 46, 47. This is further aided by the fact that the hydraulic pump 3 additionally sucks in the oil.
■ Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.■ All features mentioned, including those that can be seen from the drawings alone, are considered essential to the invention, both individually and in combination.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29503215U DE29503215U1 (en) | 1995-02-25 | 1995-02-25 | Hydraulic thermal energy machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29503215U DE29503215U1 (en) | 1995-02-25 | 1995-02-25 | Hydraulic thermal energy machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29503215U1 true DE29503215U1 (en) | 1995-06-14 |
Family
ID=8004510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29503215U Expired - Lifetime DE29503215U1 (en) | 1995-02-25 | 1995-02-25 | Hydraulic thermal energy machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29503215U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19535062C1 (en) * | 1995-09-21 | 1997-04-17 | Hy Tec Gmbh | Hydraulic energy converter e.g. for producing useful heat |
| WO2010041011A2 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | Next Generation Heating Limited | A heating apparatus for a domestic central heating system |
-
1995
- 1995-02-25 DE DE29503215U patent/DE29503215U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19535062C1 (en) * | 1995-09-21 | 1997-04-17 | Hy Tec Gmbh | Hydraulic energy converter e.g. for producing useful heat |
| WO2010041011A2 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | Next Generation Heating Limited | A heating apparatus for a domestic central heating system |
| WO2010041011A3 (en) * | 2008-10-08 | 2012-12-13 | Next Generation Heating Limited | A heating apparatus for a domestic central heating system |
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19981103 |