SE520801C2 - Fluid heating methods and devices - Google Patents

Abstract

A heating pump 10 includes a rotor 20 having a plurality of blades 21. A dividing wall 15 radially extends within an interior portion of the heating pump 10. The dividing wall 15 has a width W. A distance L is defined along a circular arc between adjacent blades 21 in an intermediate position 21a along the radial direction of the blades 21. A ratio W/L is preferably about 0.07 to 0.36, more preferably about 0.11 to 0.30 and most preferably, about 0.20.

Description

30 35 , . - - ~ ß 520 801 turligtvis att minskas när reglerventilen begränsar flödet av trycksatt fluid. 30 35,. 520 801, of course, to be reduced when the control valve restricts the flow of pressurized fluid.

Sammanfattning av uppfinningen Det är följaktligen ett ändamål med föreliggande upp- finning att visa förbättrade pumpar av turbintyp som kan utnyttjas som fluidvärmningsanordningar. kan flu- innefatta en sugöppning och I en utföringsform av föreliggande lärdomar, idvärmningsanordningar (pumpar) en utmatningsöppning åtskiljda av en skiljevägg placerad inuti ett hus. En rotor eller skovel är roterbart placerad inuti huset och innefattar företrädesvis ett flertal blad eller skovelvingar (dvs. radiellt utsträckta väggar) på båda sidoytorna. Skiljeväggen förhindrar företrädesvis di- rekt fluidflöde från sugöppningen till utmatningsöppningen när ett blad är i linje med skiljeväggen. En fluidregulator står valbart i förbindelse med utmatningsöppningen. När fluidvärmningsanordningen arbetar reglerar fluidregulatorn fluidtrycket och begränsar flödet av trycksatt fluid utma- tad från fluidvärmningsanordningen. Som ett resultat ökar fluidens inre energi och således ökar också fluidtemperatu- ren.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to show improved turbine type pumps which can be used as fluid heating devices. may include a suction port and, in one embodiment of the present teachings, heaters (pumps) a discharge port separated by a partition wall located within a housing. A rotor or vane is rotatably located within the housing and preferably includes a plurality of blades or vane wings (ie, radially extending walls) on both side surfaces. The partition wall preferably prevents direct fluid flow from the suction opening to the discharge opening when a blade is in line with the partition wall. A fluid regulator is selectively connected to the discharge opening. When the fluid heating device is operating, the fluid regulator regulates the fluid pressure and restricts the flow of pressurized fluid discharged from the fluid heating device. As a result, the internal energy of the fluid increases and thus the fluid temperature also increases.

Vid en föredragen aspekt av föreliggande lärdomar, (W) och avståndet (L) (radiellt utsträckta väggar) kan skiljeväggens bredd mellan rotor- bladen tivt värma fluiden. Exempelvis faller förhållandet justeras för att effek- (W/L) företrädesvis inom intervallet på cza 0,07 - 0,36. Mera fö- (W/L) 0,11 - 0,30 och mest föredraget är förhållandet c:a 0,20. redraget faller förhållandet inom intervallet cza Fluiden kan vara ett kylmedel, såsom kylvatten, smörjolja eller annan motsvarande vätskesubstans och/eller en hyd- raulvätska.In a preferred aspect of the present teachings, (W) and the distance (L) (radially extending walls), the width of the partition wall between the rotor blades can tively heat the fluid. For example, the ratio falls adjusted so that power (W / L) is preferably in the range of about 0.07 - 0.36. More for- (W / L) 0.11 - 0.30 and most preferably the ratio is about 0.20. the ratio falls within the range cza The fluid may be a coolant, such as cooling water, lubricating oil or other corresponding liquid substance and / or a hydraulic fluid.

I själva verket kan vilken typ av fluid, som helst som kan överföra värme, utnyttjas med föreliggande lärdomar. Dessutom definieras "skiljeväggens bredd" före- trädesvis som skiljeväggens minsta bredd, om skiljeväggens bredd inte är enhetlig. 10 15 20 25 30 35 i. U.. 520 801 Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. l visar en schematisk vy över en representativ cirkulationskrets för kylmedel utnyttjad i en bils luftkon- ditioneringssystem.In fact, any type of fluid that can transfer heat can be utilized with the present lessons learned. In addition, the "width of the partition" is preferably defined as the minimum width of the partition, if the width of the partition is not uniform. 10 15 20 25 30 35 i. U .. 520 801 Brief description of the drawings Fig. 1 shows a schematic view of a representative circulation circuit for coolant used in a car's air conditioning system.

Fig. 2 är en tvärsnittsvy över en representativ vär- mepump (fluidvärmningsanordning).Fig. 2 is a cross-sectional view of a representative heat pump (fluid heating device).

Fig. 3 är en snittvy tagen längs linjen III-III visad i fig. 2.Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III shown in Fig. 2.

Fig. 4 är ett diagram som visar sambandet mellan (Q)/Qmax) och (W/L).Fig. 4 is a diagram showing the relationship between (Q) / Qmax) and (W / L).

Fig. 5 är en tvärsnittsvy över en känd värmepump.Fig. 5 is a cross-sectional view of a known heat pump.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Representativa fluidvärmningsanordningar har företrä- (W/L) (L) mellan skovel- eller rotorbladen längs en desvis ett förhållande mellan skiljeväggens bredd (W) och avståndet cirkelbåge som är cza 0,07 till 0,36. Mera föredraget är förhållandet cza 0,11 till 0,30 och mest föredraget är för- hållandet cza 0,20.Detailed Description of the Invention Representative fluid heating devices have preference (W / L) (L) between the vane or rotor blades along a ratio of the width (W) of the partition wall to the circular arc distance which is about 0.07 to 0.36. More preferably, the ratio is about 0.11 to 0.30 and most preferably the ratio is about 0.20.

Representativa fluidvärmningsanordningar kan exempel- vis innefatta ett hus som avgränsar en sugöppning och en utmatningsöppning. En skiljevägg är företrädesvis placerad inuti den inre del hos huset mellan sugöppningen och utmat- ningsöppningen och har en förutbestämd bredd (W). En rotor eller skovel kan vara roterbart placerad inuti höljet och kan innefatta ett flertal blad (skovelvingar) eller radi- ellt utsträckta väggar som är placerade på rotorns perife- riyta. Valbart kan en regulator placeras på ett sätt att den står i förbindelse med den trycksatta fluiden som matas ut från utmatningsöppningen.Representative fluid heating devices may include, for example, a housing defining a suction port and a discharge port. A partition wall is preferably located inside the inner part of the housing between the suction opening and the discharge opening and has a predetermined width (W). A rotor or vane may be rotatably located within the housing and may comprise a plurality of blades (vane wings) or radially extending walls located on the peripheral surface of the rotor. Optionally, a regulator can be placed in such a way that it communicates with the pressurized fluid discharged from the discharge opening.

Representativa förfaranden för att värma en fluid kan utformas, exempelvis genom att utnyttja representativa flu- idvärmningsanordningar, även om naturligtvis också andra fluidvärmningsanordningar kan utnyttjas. Exempelvis kan re- presentativa förfaranden för att värma en fluid innefatta 20 25 30 35 520 801 att rotera en rotor eller skovel i förhållande till en flu- id. Rotorn kan innefatta blad eller radiellt utsträckta väggar som är åtskiljda längs en cirkelbåge av ett avstånd L. Bladen kan passera en skiljevägg som har en bredd W och (W/L) c=a 0,07 till 0,36.Representative methods for heating a fluid can be designed, for example by using representative fluid heating devices, although of course other fluid heating devices can also be used. For example, representative methods of heating a fluid may include rotating a rotor or paddle relative to a fluid. The rotor may comprise blades or radially extending walls spaced along an arc of a distance L. The blades may pass a partition having a width W and (W / L) c = a 0.07 to 0.36.

Fluidens tryck ökas av rotorns arbete och en fluidtrycksre- företrädesvis är förhållandet gulator kan reglera fluiden. Exempelvis kan tryckregulatorn begränsa flödet av trycksatt fluid som matas ut från ro- torn. Följaktligen kan fluidtemperaturen ökas.The pressure of the fluid is increased by the work of the rotor and a fluid pressure re- preferably the ratio gulator can regulate the fluid. For example, the pressure regulator may restrict the flow of pressurized fluid discharged from the rotor. Consequently, the fluid temperature can be increased.

Vid mera föredragna förfaranden kan förhållandet (W/L) vara cza 0,11 till 0,30 och mest föredraget är för- hällandet (W/L) cza 0,20.In more preferred methods, the ratio (W / L) may be about 0.11 to 0.30 and most preferably the ratio (W / L) is about 0.20.

Ytterliggare representativa exempel av föreliggande lärdomar kommer att beskrivas mera detaljerat med hänvis- ning till bifogade ritningar. Denna detaljerade beskrivning är endast avsedd för att lära en fackman ytterligare detal- jer för att praktisera föredragna aspekter av föreliggande lärdomar och är inte avsedd att begränsa uppfinningens om- fàng. Det är endast kraven som anger omfånget för den pa- tentsökta uppfinningen. Därför behöver inte kombinationer av särdrag och steg visade i den detaljerade beskrivningen vara nödvändiga för att utöva uppfinningen i dess bredaste omfattning och visas i stället endast för att speciellt be- skriva vissa representativa exempel av uppfinningen. Dess- utom kan naturligtvis föreliggande lärdomar kombineras på sätt som inte specifikt räknas upp för att ge ytterligare användbara utföringsformer av föreliggande lärdomar.Further representative examples of the present teachings will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. This detailed description is intended only to teach one skilled in the art additional details for practicing preferred aspects of the present teachings and is not intended to limit the scope of the invention. Only the claims specify the scope of the claimed invention. Therefore, combinations of features and steps shown in the detailed description need not be necessary to practice the invention to its broadest extent and are shown instead only to specifically describe certain representative examples of the invention. In addition, of course, the present teachings may be combined in ways not specifically enumerated to provide further useful embodiments of the present teachings.

Som visat i fig. 1 kan en bilmotor E innefatta en vattenpump 52 som matar ett kylmedel medel) till en vattenmantel 50. Kylmedlet är företrädesvis frostskyddat, (egentligen motorkyl- exempelvis en blandning av vatten och etylen- glykol, även om naturligtvis andra fluider kan utnyttjas med föreliggande lärdomar. En cirkulationskrets för kylme- del kan innefatta motorn E, en termostatven- til 7, en radiator 6, ett värmeelement 8, en elektromagnetisk ventil 8a, Ü 20 25 35 520 801 en backventil 9, en fluidvärmningsanordning H samt ett flertal rör 1-5 som förbinder respektive delar. Vid denna utföringsform är tre rör 1, 2, 3 placerade nedströms vat- tenmanteln 50 och två rör 4, 5 är placerade uppströms vat- tenmanteln 50. Röret 4 bildar en returbana till vattenpum- Röret 5 bildar en returbana till vattenpumpen 52 via den elektro- Röret l bildar en bana fràn vattenmanteln 50 till termostatventilen 7, pen 52 via radiatorn 6 och termostatventilen 7. magnetiska ventilen 8a och värmeelementet 8. som är anordnad vid förgreningspunkten mellan rör 1 och rör 4.As shown in Fig. 1, a car engine E may comprise a water pump 52 which feeds a coolant () to a water jacket 50. The coolant is preferably antifreeze, A coolant circulation circuit may comprise the motor E, a thermostatic valve 7, a radiator 6, a heating element 8, an electromagnetic valve 8a, a non-return valve 9, a non-return valve 9, a fluid heating device H and a several pipes 1-5 connecting respective parts.In this embodiment, three pipes 1, 2, 3 are located downstream of the water jacket 50 and two pipes 4, 5 are located upstream of the water jacket 50. The pipe 4 forms a return path to the water pump. 5 forms a return path to the water pump 52 via the electric tube 1 forms a path from the water jacket 50 to the thermostatic valve 7, the pin 52 via the radiator 6 and the thermostatic valve 7. the magnetic valve 8a and the heating element 8. which is arranged at the branch point between pipe 1 and pipe 4.

Rör 2 bildar en bana som förbinder vattenmanteln 50 med de båda rören 4, 5 via backventilen 9. Rören 2 och 3 är anord- nade i ett parallellt förhållande mellan vattenmanteln 50 och rören 4, 5.Pipe 2 forms a path connecting the water jacket 50 to the two pipes 4, 5 via the non-return valve 9. The pipes 2 and 3 are arranged in a parallel relationship between the water jacket 50 and the pipes 4, 5.

Vattenpumpen 52 är förbunden med en vevaxel (utgående axel) hos motorn E via en V-rem eller annan energiöverfö- rande anordning och drivs av motorn E. Vattenpumpen 52 är anordnad i närheten av vattenmantelns 50 inloppsöppning och ökar trycket hos kylmedlet som har kommit tillbaka via rö- ren 1, 4, 5 in i vattenmanteln 50. Kylmedlet gär genom cir- kulationskretsen som ett resultat av tryck påfört av vat- tenpumpen 52.The water pump 52 is connected to a crankshaft (output shaft) of the motor E via a V-belt or other energy transfer device and is driven by the motor E. The water pump 52 is arranged near the inlet opening of the water jacket 50 and increases the pressure of the refrigerant which has returned via pipes 1, 4, 5 into the water jacket 50. The coolant passes through the circulation circuit as a result of pressure applied by the water pump 52.

Radiatorn 6 verkar som en värmeväxlare för att avge värme från kylmedlet till luften utanför. Termostatventilen 7 avkänner temperaturen hos kylmedlet som går från motorn E via rören 1 eller 4 och förbinder antingen röret 1 eller röret 4 med Vattenpumpen 52 i enlighet med den avkända tem- peraturen. Om kylmedelstemperaturen avkànd av termostatven- tilen 7 är lägre än en förvald temperatur (exempelvis 80°C) förbinds röret 1 med vattenpumpen 52. Därigenom förkortas cirkulationskretsen för kylmedel och överskottsvärmen från motorn kommer att öka kylmedelstemperaturen. Om å andra si- dan kylmedelstemperaturen avkänd av termostatventilen 7 är högre än den förvalda temperaturen, förbinds röret 4 med Vattenpumpen 52. Därigenom stoppas kylmedelscirkulation via 20 25 35 520 801 ,., , . . . , . - -. rör 1 och kylmedelstemperaturen minskar genom att passera genom radiatorn 6. Således utnyttjas radiatorn 6, termosta- ten 7, röret 4 och andra kretselement och andra rör för att valbart kyla kylmedlet.The radiator 6 acts as a heat exchanger to emit heat from the coolant to the air outside. The thermostat valve 7 senses the temperature of the coolant leaving the engine E via the pipes 1 or 4 and connects either the pipe 1 or the pipe 4 to the water pump 52 in accordance with the sensed temperature. If the coolant temperature sensed by the thermostatic valve 7 is lower than a preselected temperature (for example 80 ° C), the pipe 1 is connected to the water pump 52. This shortens the circulation circuit for coolant and the excess heat from the engine will increase the coolant temperature. If, on the other hand, the coolant temperature sensed by the thermostatic valve 7 is higher than the preselected temperature, the pipe 4 is connected to the water pump 52. Thereby, coolant circulation is stopped via 520 801,.,,. . . ,. - -. tube 1 and the coolant temperature is reduced by passing through the radiator 6. Thus, the radiator 6, the thermostat 7, the tube 4 and other circuit elements and other tubes are used to selectively cool the coolant.

Värmeelementet 8 verkar som en värmeväxlare och vär- mer upp luften inuti fordonskupén genom att utnyttja värmen från kylmedlet som matas via röret 5. Den elektromagnetiska ventilen 8a är en ventil av typen PÅ/AV (öppen/stängd ven- til) som styr kylmedelsmatningen från motorn E till värme- elementet 8 enligt kylnings-/värmningsförhållanden för bi- lens luftkonditioneringssystem. En representativ värmnings- krets kan innefatta värmeelementet 8, den elektromagnetiska ventilen 8a, röret 5 och andra kretselement och andra rör.The heating element 8 acts as a heat exchanger and heats the air inside the vehicle compartment by utilizing the heat from the coolant which is supplied via the pipe 5. The electromagnetic valve 8a is an ON / OFF valve (open / closed valve) which controls the coolant supply from motor E to the heating element 8 according to cooling / heating conditions for the car's air conditioning system. A representative heating circuit may comprise the heating element 8, the electromagnetic valve 8a, the tube 5 and other circuit elements and other tubes.

Backventilen 9 tillåter enkelriktat kylmedelsflöde fràn vattenmanteln 50 till rören 4 och 5, men tillåter inte kylmedel att gå i den motsatta riktningen. Om kylmedelsflö- (dvs. öppnas backventilen 9 och upp- det via röret 1 är blockerat av termostatventilen 7 radiatorn är i funktion), rätthåller ett konstant kylmedelsflöde till röret 4 och/eller röret 5.The non-return valve 9 allows unidirectional coolant flow from the water jacket 50 to the pipes 4 and 5, but does not allow coolant to go in the opposite direction. If coolant flow (ie the non-return valve 9 is opened and the heating via the pipe 1 is blocked by the thermostatic valve 7 the radiator is in operation), maintains a constant coolant flow to the pipe 4 and / or the pipe 5.

Som visat i fig. 1, innefattar pumpen av turbintyp eller regenerativa pumpen (fluidvärmningsanordningen) H en värmepump 10 placerad i serie med röret 3 och en reglerven- til 40, som kan vara en fluidregleringsanordning. Värmepum- pen 10 och reglerventilen 40 arbetar tillsammans så att (el- samtidigt som man bibehåller en balans för både pumpnings- och värmningsfunktioner ges samtidigt ler selektivt), båda funktionerna.As shown in Fig. 1, the turbine type pump or regenerative pump (fluid heating device) H comprises a heat pump 10 placed in series with the pipe 3 and a control valve 40, which may be a fluid control device. The heat pump 10 and the control valve 40 work together so that (electricity while maintaining a balance for both pumping and heating functions is given simultaneously selective), both functions.

Som visat i fig. 2 och 3, innefattar värmepumpen 10 företrädesvis en rotor (skovel) 20 roterbart placerad inuti huset 11. Huset 11 bildar en sugöppning 13 som är anpassad för att dra kylmedlet in i huset 11 och en utmatningsöpp- ning 14 som är anpassad för att mata ut kylmedel från huset 11. En skiljevägg 15 separerar sugöppningen 13 från utmat- ningsöppningen 14. Företrädesvis har skiljeväggen 15 en en- 10 20 25 30 35 520 801 hetlig, eller huvudsakligen enhetlig, bredd (W) i förhål- lande till rotorn 20. Dessutom hindrar skiljeväggen 15 fö- reträdesvis direktflöde av kylmedel mellan sugöppningen 13 och utmatningsöppningen 14. I stället, som visat i fig. 2, kommer kylmedlet att gå moturs inuti den huvudsakligen cy- lindriska kammaren 25 från sugöppningen 13 till utmatnings- Kammaren 25 är förbunden med öppningen 14. (kommunicerar med) rörets 3 uppströms del via sugöppningen 13 och är för- bunden med (kommunicerar med) rörets 3 nedströms del (eller reglerventil 40) via utmatningsöppningen 14. Rotorn 20 in- nefattar företrädesvis en integrerat formad drivaxel 22 och båda är roterbart placerade inuti kammaren 25. En remskiva 16 är fixerat monterad på drivaxelns ände utanför huset 11.As shown in Figs. 2 and 3, the heat pump 10 preferably comprises a rotor (vane) 20 rotatably located inside the housing 11. The housing 11 forms a suction opening 13 which is adapted to draw the coolant into the housing 11 and a discharge opening 14 which is adapted to discharge coolant from the housing 11. A partition 15 separates the suction opening 13 from the discharge opening 14. Preferably, the partition 15 has a unitary, or substantially uniform, width (W) in proportion to the rotor 20. In addition, the partition 15 preferably prevents direct flow of coolant between the suction port 13 and the discharge port 14. Instead, as shown in Fig. 2, the coolant will go counterclockwise inside the substantially cylindrical chamber 25 from the suction port 13 to the discharge port. The chamber 25 is connected to the opening 14. (communicates with) the upstream part of the pipe 3 via the suction opening 13 and is connected to (communicates with) the downstream part of the pipe 3 (or control valve 40) via the discharge opening a 14. The rotor 20 preferably comprises an integrally shaped drive shaft 22 and both are rotatably located inside the chamber 25. A pulley 16 is fixedly mounted on the end of the drive shaft outside the housing 11.

Remskivan 16 är verksamt förbunden med motorns E vevaxel (utgående axel) via en V-rem (se fig. 1) eller annan ener- giöverförande anordning.The pulley 16 is operatively connected to the crankshaft (output shaft) of the motor E via a V-belt (see Fig. 1) or other energy-transmitting device.

Rotorn 20 har företrädesvis en skivliknande form och innefattar ett flertal blad (radiellt utsträckta väggar) 21 som är placerade på samma avstånd från varandra på rotor- kroppens 24 båda sidoytor (perifera ytor). Exempelvis kan 14 blad 21 utnyttjas. Bladen 21 kan vara huvudsakligen rek- tangelformade delar som har en längd t i den radiella rikt- ningen och bladen 21 kan vara utsträckta radiellt från ro- torkroppens 24 rotationsaxel. Konkava kanaler 23 bildas mellan bladen 21, vilka kanaler 23 har ett huvudsakligen halvcirkulärt tvärsnitt. Kanalerna 23 kan exempelvis också vara urgröpningar eller fördjupningar. Om bladen 21 är an- ordnade på rotorkroppens 24 båda sidor, kan antalet blad 21 reduceras.The rotor 20 preferably has a disc-like shape and comprises a plurality of blades (radially extending walls) 21 which are placed at the same distance from each other on both side surfaces (peripheral surfaces) of the rotor body 24. For example, 14 blades 21 can be used. The blades 21 may be substantially rectangular portions having a length t in the radial direction and the blades 21 may be extending radially from the axis of rotation of the rotor body 24. Concave channels 23 are formed between the blades 21, which channels 23 have a substantially semicircular cross-section. The channels 23 can also be, for example, recesses or depressions. If the blades 21 are arranged on both sides of the rotor body 24, the number of blades 21 can be reduced.

När värmepumpens drivaxel 22 och rotor roterar pga. motorns E drivkraft, dras kylmedlet genom sugöppningen 13, flödar inuti kammaren 25 och matas ut från utmatningsöpp- ningen 14. Eftersom rotorn 20 roterar alstras ett virvel- flöde området bildat av kanalen 11a, (sekundär virvel), som visat av pilarna i fig. 3, i som har ett halvcirkulärt 10 U 20 25 30 F K » « n 520 801 tvärsnitt i huset 11 och som är motsatt rotorn 20 och ro- torns 20 kanaler 23. Kylmedelstrycket ökar stegvis genom att upprepat förbinda eller konvergera virvelflödet alstrat i kanalerna 23 och huvudflödet inuti kammaren 25. Värmepum- pen 10 ger således en fluidtransportfunktion som motsvarar vattenpumpen 52 och kan utnyttjas som en hjälppump för att stödja vattenpumpen 52.When the heat pump's drive shaft 22 and rotor rotate due to the driving force of the motor E, the coolant is drawn through the suction opening 13, flows inside the chamber 25 and is discharged from the discharge opening 14. As the rotor 20 rotates, a vortex flow is generated in the area formed by the channel 11a, 3, which has a semicircular cross section in the housing 11 and which is opposite the channels 23 of the rotor 20 and the rotor 20. The coolant pressure increases stepwise by repeatedly connecting or converging the vortex flow generated in the channels 23 and the main flow inside the chamber 25. The heat pump 10 thus provides a fluid transport function corresponding to the water pump 52 and can be used as an auxiliary pump to support the water pump 52.

När skiljeväggen 15 är i linje med en kanal 23 vid värmepumpens 10 drift, bildas ett avstånd S mellan skilje- väggens 15 inre yta och kanalens 23 yta, som visat i fig. 3. De rörliga bladen 21 verkar på kylmedlet för att orsaka ett fullbordat varv för kylmedlet. Kylmedlet avleds sedan till utmatningsöppningen 14 via skiljeväggen 15. Som ett resultat av denna åtgärd ökar värmepumpen 10 kylmedels- trycket. Som ett resultat av utrymmet S kan kylmedlet läcka direkt från utmatningsöppningen 14 med relativt högt tryck till sugöppningen 13 med relativt lågt tryck via utrymmet S när skiljeväggen 15 är i linje med en kanal 23.When the partition wall 15 is in line with a duct 23 during the operation of the heat pump 10, a distance S is formed between the inner surface of the partition wall 15 and the surface of the duct 23, as shown in Fig. 3. The movable blades 21 act on the coolant to cause a completed revolutions for the coolant. The coolant is then diverted to the discharge opening 14 via the partition 15. As a result of this measure, the heat pump 10 increases the coolant pressure. As a result of the space S, the coolant can leak directly from the discharge opening 14 with relatively high pressure to the suction opening 13 with relatively low pressure via the space S when the partition wall 15 is in line with a channel 23.

Som noterat ovan ger värmepumpen 10 också en fluid- värmningsfunktion utöver fluidtransportfunktionen. Som vi- sat i fig. 2 bildas en smal spalt G mellan rotorns 20 peri- fera kant och kammarens 25 inre yta. Trycksatt fluid går längs denna spalt G från sugöppningen 13 till utmatnings- öppningen 14. När rotorn 20 roterar verkar pumpens 10 ener- gi på kylmedlet i kammaren 25 och kylmedelstemperaturen ökar tack vare kylmedlets ökade inre energi. Därför omvand- las kraften påförd drivaxeln 22 och rotorn 20 via remskivan 16 till både tryckarbete för rotorn 20 och värmen alstrad som ett resultat av kraftförlusten.As noted above, the heat pump 10 also provides a fluid heating function in addition to the fluid transport function. As shown in Fig. 2, a narrow gap G is formed between the peripheral edge of the rotor 20 and the inner surface of the chamber 25. Pressurized fluid travels along this gap G from the suction port 13 to the discharge port 14. As the rotor 20 rotates, the energy of the pump 10 acts on the coolant in the chamber 25 and the coolant temperature increases due to the increased internal energy of the coolant. Therefore, the force applied to the drive shaft 22 and the rotor 20 via the pulley 16 is converted to both pressure work for the rotor 20 and the heat generated as a result of the power loss.

Reglerventilen 40 kan begränsa kylmedelsflödet från utmatningsöppningen 14. Reglerventilen ger en bromskraft som verkar på det trycksatta kylmedlet matat via rotorn 20 och ökar därigenom kylmedelstemperaturen. Därför kan värme- pumpen 10 värma kylmedlet. 15 20 25 30 35 520 801 Eftersom fluidtransportsfunktionen och fluidvärm- ningsfunktionen är motsatta varandra, kan kylmedlet värmas till en högre temperatur om reglerventilen 40 kraftigt be- gränsar kylmedelsflödet från utmatningsöppningen 14. I det- ta fall ökar emellertid mängden kylmedel som matas ut fràn utmatningsöppningen 14. Om, å andra sidan, reglerventilen 40 justeras för att tillåta en större mängd kylmedel att matas ut från utmatningsöppningen 14, kan naturligtvis mer I detta fall ökar emellertid kylmedels- temperaturen mindre. kylmedel matas ut.The control valve 40 can limit the flow of coolant from the discharge opening 14. The control valve provides a braking force which acts on the pressurized coolant fed via the rotor 20 and thereby increases the coolant temperature. Therefore, the heat pump 10 can heat the coolant. 15 20 25 30 35 520 801 Since the fluid transport function and the fluid heating function are opposite to each other, the coolant can be heated to a higher temperature if the control valve 40 greatly limits the coolant flow from the discharge opening 14. In this case, however, the amount of coolant discharged from the discharge opening 14. If, on the other hand, the control valve 40 is adjusted to allow a larger amount of coolant to be discharged from the discharge port 14, of course more In this case, however, the coolant temperature may increase less. refrigerant is discharged.

Uppfinnarna har fastslagit att värmen alstrad av vär- mepumpen 10 påverkas av formen av internt läckage av kylme- del från utmatningsöppningen 14 till sugöppningen 13 via utrymmet S mellan skiljeväggen 15 och rotorns 20 kanaler (W/L) och cirkelbågslängden 23. I synnerhet finns ett samband mellan förhållandet avseende skiljeväggens 15 bredd (W) (L) mellan bladen 21 i det mellanliggande läget 21a längs Som visat bladens 21 radiella riktning, som visat i fig. 2. i fig. 4, påverkas mängden värme (Q) alstrad när kylfluid- (w/L). terar "Qmax" den maximala värmemängden alstrad av pumpen 10. Förhållandet (Q/Qmax) lande för värmemängden alstrad vid varje mätpunkt W/L i förhållande till Qmax. temperaturen höjs av förhållande I fig. 4 represen- representerar således ett förhål- Som visat i fig. 4 når, när (W/L) sätts inom interva- let O~1, värmemängden alstrad av kylmedlet ett maximum (W/L) = 0,20. (Q/Qmax) 1 när (W/L) är (W/L) ökas eller minskas i förhållande till denna referenspunkt, (Q/Qmax).The inventors have determined that the heat generated by the heat pump 10 is affected by the shape of internal leakage of coolant from the discharge opening 14 to the suction opening 13 via the space S between the partition 15 and the rotor 20 channels (W / L) and the circular arc length 23. In particular there is a relationship between the ratio of the width (W) (L) of the partition 15 between the blades 21 in the intermediate position 21a along As shown in the radial direction of the blades 21, as shown in Fig. 2 in Fig - (w / L). "Qmax" indicates the maximum amount of heat generated by the pump 10. The ratio (Q / Qmax) of the amount of heat generated at each measuring point W / L in relation to Qmax. The temperature is raised by the ratio In Fig. 4 thus represents a ratio. 0.20. (Q / Qmax) 1 when (W / L) is (W / L) increases or decreases relative to this reference point, (Q / Qmax).

(W/L) sätts inom intervallet 0,07~O,36, är än eller lika med 0,92. (W/L) tervallet O,1~0,30 är (Q/Qmax) 0,95.(W / L) is set in the range 0.07 ~ 0.36, is greater than or equal to 0.92. (W / L) the range 0.1 ~ 0.30 is (Q / Qmax) 0.95.

(Qmax) vid Således är 0,20. När När emellertid (Q/Qmax) dessutom sätts inom in- minskar värdet större När större än eller lika med I motsats till detta har uppfinnarna fastställt att förhållandet (W/L) för pumpen visad i US-patent nr 520 801 3 Vf ï%,å ï“jí lO 3,720,372, som visas i fig. 5, är c:a 0,41. Föreliggande lärdomar ger således värmepumpar som kan alstra värme myck- et effektivare.(Qmax) at Thus is 0.20. However, when When (Q / Qmax) is additionally set within, the value decreases greater When greater than or equal to I in contrast, the inventors have determined that the ratio (W / L) of the pump shown in U.S. Patent No. 520,801 3 Vf ï% The 3,720,372 shown in Fig. 5 is about 0.41. The present lessons thus provide heat pumps that can generate heat much more efficiently.

Naturligtvis kan ovan beskrivna utföringsformer modi- fieras på mànga sätt utan att avvika från föreliggande upp- (w/L) utföringsformen ovan ställas in på olika värden inom inter- vallet 0,07~O,36. skrivits placerade pà rotorkroppens 24 båda sidoytor, bla- finnings omfång. Exempelvis kan förhållandet enligt Dessutom kan, fastän bladen 21 har be- den 21 också vara placerade endast pà en sidoyta hos rotor- kroppen 24. Dessutom kan, fastän ett kylmedel som innefat- tar vatten och etylenglykol utnyttjas i den representativa utföringsformen, olika andra fluider som kan överföra värme användas i stället för detta kylmedel.Of course, the embodiments described above can be modified in many ways without deviating from the present up- (w / L) embodiment above set to different values in the range 0.07 ~ 0.36. written placed on both side surfaces of the rotor body 24, leaf fins. For example, although the blades 21 have the beds 21 may also be located only on one side surface of the rotor body 24. In addition, although a coolant comprising water and ethylene glycol may be used in the representative embodiment, various other fluids may be used. which can transfer heat is used instead of this coolant.

Claims (12)

10 20 25 30 35 520 801 ll PATENTKRAV10 20 25 30 35 520 801 ll PATENT REQUIREMENTS 1. Fluidvärmningsanordning innefattande: ett hus som bildar ett inre, en sugöppning och en ut- matningsöppning, en rotor roterbart placerad inuti husets inre, där rotorn innefattar ett flertal radiellt utsträckta blad pla- cerade på rotorns perifera yta och ett flertal kanaler pla- cerade mellan flertalet blad, där respektive blad är inbör- des åtskiljda med en sträcka L som definieras som en cir- kelbågslängd mellan intilliggande blad, tagen vid ett mel- lanliggande läge längs bladens radiella riktning och en skiljevägg radiellt placerad längs husets inre mellan sugöppningen och utmatningsöppningen och som har en bredd W, där skiljeväggen förhindrar ett direkt fluidflöde mellan sugöppningen och utmatningsöppningen när ett rotor- blad är i linje med skiljeväggen, kännetecknad av att förhållandet W/L ligger inom ett intervall på cza 0,07~O,36.A fluid heating device comprising: a housing forming an interior, a suction port and a discharge port, a rotor rotatably located within the interior of the housing, the rotor comprising a plurality of radially extending blades located on the peripheral surface of the rotor and a plurality of channels located between the plurality of blades, each blade being mutually separated by a distance L defined as a circular arc length between adjacent blades, taken at an intermediate position along the radial direction of the blades and a partition radially located along the interior of the housing between the suction opening and the discharge opening. and having a width W, where the partition wall prevents a direct fluid flow between the suction opening and the discharge opening when a rotor blade is in line with the partition wall, characterized in that the ratio W / L is within a range of about 0.07 ~ 0.36. 2. Fluidvärmningsanordning enligt krav 1, där för- hållandet W/L ligger inom ett intervall på cza O,1l~0,30.A fluid heating device according to claim 1, wherein the ratio W / L is within a range of cza 0.1, ~ 0.30. 3. Fluidvärmningsanordning enligt krav 1, där för- hållandet W/L är cza 0,20.A fluid heating device according to claim 1, wherein the ratio W / L is about 0.20. 4. Fluidvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 3, ytterligare innefattande en fluidregulator som står i förbindelse med utmatningsöppningen där fluidregulatorn är arrangerad och konstruerad för att begränsa ett fluid- flöde som går ut från utmatningsöppningen.A fluid heating device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fluid regulator communicating with the discharge port where the fluid regulator is arranged and constructed to limit a fluid flow exiting the discharge port. 5. Fluidvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 4, där kanalerna har ett huvudsakligen halvcirkulärt tvärsnitt. 25 30 35 UH HJ CD OO CD _» 12A fluid heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the channels have a substantially semicircular cross-section. 25 30 35 UH HJ CD OO CD _ »12 6. Fluidvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 5, som ytterligare innefattar en motor som avger rota- tionskraft till rotorn och ett värmesystem, där fluid som matas ut från utmatningsöppningen utnyttjas för att värma värmesystemet.A fluid heating device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a motor which delivers rotational force to the rotor and a heating system, wherein fluid discharged from the discharge opening is used to heat the heating system. 7. Regenerativ pump innefattande: ett hus som avgränsar ett inre, en sugöppning och en utmatningsöppning, en skovel roterbart placerad inuti husets inre, där skoveln innefattar ett flertal radiellt utsträckta skovel- blad placerade pä skovelns perifera yta och en fördjupning bildad mellan varje två intilliggande skovelvingar, där skovelvingarna ätskiljs med en sträcka L och sträckan L de- finieras som en cirkelbåglängd mellan intilliggande skovel- blad, tagen vid ett mittläge för skovelbladet längs skovel- bladets radiella riktning och en skiljevägg placerad längs husets inre mellan sug- öppningen och utmatningsöppningen och som har en bredd W, där skiljeväggen hindrar ett direkt fluidflöde mellan sug- öppningen och utmatningsöppningen när en skovelvinge är i linje med skiljeväggen, kännetecknad av att förhållandet W/L ligger inom ett intervall på 0,07~O,36.A regenerative pump comprising: a housing defining an interior, a suction port and a discharge port, a vane rotatably located within the interior of the housing, the vane comprising a plurality of radially extending vane blades located on the peripheral surface of the vane and a recess formed between each two adjacent vane wings, where the vane wings are separated by a distance L and the distance L is defined as a circular arc length between adjacent vane blades, taken at a center position of the vane blade along the radial direction of the vane blade and a partition placed along the interior of the housing between the suction opening and the discharge opening. having a width W, where the partition prevents a direct flow of fluid between the suction opening and the discharge opening when a vane wing is in line with the partition, characterized in that the ratio W / L is within a range of 0.07 ~ 0.36. 8. Regenerativ pump enligt krav 7, där förhållandet W/L ligger inom ett intervall på O,ll~O,30.The regenerative pump according to claim 7, wherein the ratio W / L is within a range of 0.1, ~ 0.30. 9. Regenerativ pump enligt krav 7, där förhållandet W/L är 0,20.A regenerative pump according to claim 7, wherein the ratio W / L is 0.20. 10. Förfarande för att värma en fluid innefattande: att rotera en skovel hos en regenerativ pump för att dra in fluiden i den regenerativa pumpen, där skoveln inne- fattar ett flertal radiellt utsträckta skovelblad placerade 'S20 801 13 på skovelns perifera yta, varvid skovelbladen åtskiljs av en sträcka L och där sträckan L definieras som en cirkel~ båglängd mellan intilliggande skovelblad tagen vid ett mittläge för skovelbladet längs skovelbladets radiella riktning och där en skiljevägg hos den regenerativa pumpen har en bredd W och ett förhållande W/L som är inom ett in- tervall på 0,07~0,36 och att reglera fluidtrycket inuti den regenerativa pum- pen för att begränsa ett flöde av trycksatt fluid från den regenerativa pumpen, varvid fluiden värms.A method of heating a fluid comprising: rotating a vane of a regenerative pump to draw the fluid into the regenerative pump, the vane comprising a plurality of radially extending vane blades located on the peripheral surface of the vane, the vane blades separated by a distance L and where the distance L is defined as a circle ~ arc length between adjacent vanes taken at a center position of the vane along the radial direction of the vane and where a partition of the regenerative pump has a width W and a ratio W / L which is within a range of 0.07 ~ 0.36 and regulating the fluid pressure inside the regenerative pump to limit a flow of pressurized fluid from the regenerative pump, thereby heating the fluid. 11. ll. Förfarande enligt krav 10, där förhållandet W/L ligger inom ett intervall på 0,ll~O,30.11. ll. The method of claim 10, wherein the ratio W / L is in a range of 0.1, ~ 0.30. 12. Förfarande enligt krav 10, är 0,20. där förhållandet W/LThe method of claim 10, is 0.20. where the ratio W / L