專利名稱：旋轉閥和熱泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1、13和18的前序部分所述的旋轉閥，以及一種如權利要求20和21的前序部分所述的熱泵。
背景技術：
為了交替連通多條流體流動以控制帶有參對應的多個熱力學活性的流道的熱泵， 已知通常采用旋轉閥。文獻WO 2007/068481A1公開了一種熱泵，該熱泵由相互固定連接的板式空心部 件構成的堆疊結構構成，其中，所述空心部件包括吸附/解吸附區域，并且每個空心部件都 表示為一個流道。通過設置在空心部件端側的成對的旋轉閥實現多個流道的交替連接，從 而在給定構造尺寸的條件下實現最優化的熱泵效率。上述發明所限定的常用熱泵可應用于多種用途，例如在穩態技術中的廢熱再利 用，例如建筑工程、太陽能空調，也或指用于車輛、特別是商用車輛的靜置空調系統。
發明內容
本發明的目的是提供一種在尺寸、構造成本以及性能方面進一步改善的旋轉閥和
一種熱泵。上述目的可通過具有權利要求1的特征部分的前文所述的旋轉閥來實現。通過帶 有軸向的開孔的旋轉閥的轉換裝置的實現，提供了一個高效且緊湊的技術方案以交替連接 流體流動。根據開始所述的現有技術，已知在轉換連通區域設有徑向流動開孔，這就至少在 安裝空間方面造成了浪費，例如帶有徑向設置并彼此偏移設置的開孔的雙層圓柱。根據本發明的旋轉閥不僅適用于控制熱泵中的具有不同溫度的多條流體流動，例 如用于回收熱量，而且還通常用于交替連接流體流動，例如還用于回收溶液中的組分，例如 與化學反應器聯用。因此，在針對上述目的的具體結構方案中，所述轉換裝置形成為軸向狹長本體，該 狹長本體容納在位置固定的、大體上呈圓柱形的壁面中，其中，通過所述壁面的徑向開孔來 連接導入端或者導出端。特別是為了連接平行流道構成的堆疊結構，由此可實現導入端和 導出端的合適的配置，特別是在直線上等距離間隔開。因此特別優選地狹長本體具有與多個導入端的數量相對應的、軸向的、單獨的、用 于流體流動的通道，其中，每個通道都具有用于與壁面的開孔中的一個開孔相連接的徑向 開孔。這些軸向的、單獨的通道例如可以通過軸向縱向定向的鉆孔來制成。特別可以使這 些通道直線地和平行地延伸，從而能夠擯棄現有技術中公知的通道的卷繞式設計。為了避免相鄰流體流動的混合，特別有利的是提供狹長本體或壁面中的至少一個 具有環形圍繞的密封體，該密封體與狹長本體或壁面中的另外一個共同作用使得壁面的開 孔彼此隔開。優選的，為了生產簡便，環形密封件由此容納在所述狹長本體或所述壁面中的 至少一個的徑向突起部上。可替換或可補充地，還可以使密封體與狹長本體和/或壁面整體成型。在在選擇狹長本體和壁面的適合的材料時，對應的構件的材料可同時具有密封效 果，例如在合適的材料中選擇一對塑料或者塑料和金屬進行配合。在各個構件上的密封的 一體成型實施例還能夠理解為將與構件材料不同的密封材料而噴涂在該構件上。在本發明的第一個有利的實施例中，狹長本體形成為大體上的一體式構件。這樣 的構件例如可以為由塑料制成的注塑成型件，該注塑成型件特別通過一個或多個再加工步 驟而進行精加工處理，例如插入鉆孔以縱向對準通道。在一個合適的可替換實施例中，狹長本體由多個在軸向方向上堆疊的狹長本體部 件構成。多個狹長本體部件的這樣的分配實現了一種模塊式組成方式，這種結構以簡單的 方式通過相同組成部分的設計方案能夠適合于不同數量的流道。因此，優選至少部分狹長 本體部件示出為具有相同的構造。在另一個優選的實施例中，轉換裝置在軸向方向上由可旋轉的軸穿過，其中，該軸 特別形成為系桿，用以固定住轉換裝置的多個軸向接連設置的構件。由此實現了，為了維修 或更換磨損部分使轉換裝置能夠以簡單的方式進行拆卸。
在一個優選的實施例中，轉換裝置在端側由軸承組件可旋轉地支撐，其中，該軸承 組件特別具有用于密封的旋轉密封。總之，隨著摩擦力的減少而實現轉換裝置的精確導向， 其中，旋轉密封裝置相對于流體漏損實現一個額外的預防作用，方便地，可以在轉換裝置的 相對端分別設有軸承組件。根據本發明的旋轉閥特別適用于數量較多的導入端或導出端的轉換，從而在一個 優選的實施例中，分別設有至少四個、特別是至少八個導入端和導出端。本發明的目的可通過開始所述的具有權利要求13的特征部分的旋轉閥來實現。 根據本發明的旋轉閥的這個技術方案中，通過在隔板端部區域中的單獨的密封件以及隔板 的密封支撐的設置實現了對轉換裝置的單獨通道的特別良好的密封效果，由此使旋轉閥的 效率和工作可靠性相對于現有技術通過簡單的部件得到明顯改善。密封件可以特別具有U形、H形或X形橫截面。也可以考慮采用其它合適的橫截 面結構。在一個有利的實施例中，密封件具有彈性密封條，該彈性密封條抵靠住圓柱形壁 面。通常有利的是，在此密封件形狀配合地插置在隔板的凹槽中，由此能夠擯棄諸如粘貼或 其它復雜的連接措施。通常在這樣的實施例中有利的是，用于改變配給位置的通道交替重合于固定的內 圓柱的內壁的圓周方向上偏移的徑向開孔，其中，在內圓柱與圍繞該內圓柱的外殼體之間 設有彼此隔開的、在軸向方向接連設置的環形腔室。在該結構中，通過徑向開孔的交替重合 來實現連通。在掠過過程中，通過密封件在圓周方向上的寬度的合適設計，可由此實現該開 孔和通道的期望的分隔。在密封件的足夠寬的設計條件下，因此可以避免相鄰的流道在旋 轉的轉換裝置運行中隨時出現連接的情況，在此也使得流道的平均開孔時間相應減少。可 替換地，也可在圓周方向上設置較窄的密封件，其中，為了避免相鄰流道的不期望的連接， 該旋轉的轉換裝置以盡可能快地同步轉換移動以避免流體流動的混合。對此，本發明的目的可通過開始所述的具有權利要求18的特征部分的旋轉閥來 實現。根據本發明的該實施例，通過同心設置的環形槽來實現導入通道和轉換裝置的旋轉 連接通道之間的緊湊的、可靠且成本低的連接。這種結構的技術方案特別適用于這樣的旋 轉閥，即，該旋轉閥僅具有相對較少的、諸如二至四個流道。原則上，該技術方案也可以用于具有更多的流道的實施例中。在該技術方案中還可方便地，為了改變配給位置而使通道交 替重合于固定的內圓柱的內壁的圓周方向上偏移的徑向開孔，其中，在內圓柱與圍繞該內 圓柱的外殼體之間設有彼此隔開的、在軸向方向接連設置的環形腔室。本發明的目的可通過開始所述的具有權利要求20的特征部分的旋轉閥來實現。 根據本發明的旋轉閥與熱泵的結合特別有利，這是因為通過在緊湊性或尺寸方面最優化旋 轉閥還能夠改善熱泵的尺寸或效率方面的性能。
本發明的目的可通過開始所述的具有權利要求21的特征部分的旋轉閥來實現。 通過示出為多個平行設置的子部件組成的各個堆疊結構的空心部件的實施例，從而確保在 環繞流動流體和空心部件的熱力學高效的區域之間的良好的熱傳遞。具有給定的安裝空間 的熱泵的效率增大。在通常情況下，與第一區域進行熱交換的第一流體和與第二區域進行熱交換的第 二流體相互間是不同的，并且在循環過程中不連通。但是根據需要，本發明還可以采用材料 相同的流體，這兩種相同的流體還可以根據實施例而彼此相互連通。在熱泵的一個優選實施例中，空心部件形成為吸附部件，在第一區域中的該吸附 部件具有用于工作流體的吸附區/解吸附區，而在第二區域中具有用于工作流體的冷凝區 /汽化區。根據熱泵的使用范圍可以使工作流體和吸附流體/解吸附流體選擇不相同的材 料。在優選的具體結構方案中，至少一個流道在端側具有連接塊，其中，流體在該連接 塊的區域中分成多個流動路徑。在適宜的具體結構方案中，還可以以簡單的方式使流體的 一個或多個流動路徑示出為相互疊放設置的子部件之間的間隙。在優選的具體結構方案 中，上述縫隙可以具有擴大面積的結構。在一個特別優選的實施例中，空心部件分別形成單獨的模塊，特別使這些模塊相 互之間不存在熱接觸。以這種方式避免了相鄰流動路徑之間的不需要的熱量交換。這一點 對于這樣的現有流通中彼此間具有較大溫差的相鄰的流動路徑尤為重要。因此，在優選的 改進方案中可以在相鄰的空心部件之間設置一絕熱的夾層，特別是設置彈性的材料。例如 可以采用泡沫塑料或纖維絕熱材料。在本發明可行的實施例中，可以使閥裝置示出為多個離散的多項閥的連接，特別 是由電磁驅動。特別是在具有相對較少的流動路徑的熱泵中可以適宜采用離散閥的這樣的 連通方案；其中，特別在流動路徑數量增大的情況下有利地采用本發明的旋轉閥。在一個特別優選的實施例中，閥裝置包括至少一個、特別是至少兩個根據權利要 求1至19中任一項所述的旋轉閥，這是因為通過本發明的旋轉閥能夠使流體流實現低成本 且可靠地連接。在一個有利的具體結構方案中，空心部件的至少部分流道通過可彈性變形的連接 塊與旋轉閥的導入端和/或導出端連接。由此以一種簡單的方式補償熱泵的熱量引起的膨 脹，這方面對于由空心部件構成的較大堆疊結構特別有意義。在本發明的一個特別優選的實施例中，第二流體采用空氣。空氣由此被引導通過 空心部件特別是第二區域的空心部件進行調節、諸如加熱或者冷卻。根據熱泵的設計和工 作方式，在此可以使空氣流用于諸如建筑物或機動車的加熱或冷卻。空氣在本發明中的意 義還可以通常被視為熱傳遞介質，而不需要采用空氣作為諸如用于人類或技術裝置的有條件的環境空氣。在本發明優選實施例中，第二流體的旋轉閥具有轉換裝置，該轉換裝置具有呈階 梯式纏繞的隔板，其中，特別使纏繞的階梯的數量與空心部件的數量相對應。由此，這種轉 換裝置可以與僅一層壁面的圓柱相結合，而不需要設置相對耗費成本制造的連續纏繞式隔 板。這樣的結構特別期待用于諸如空氣的氣態流體在高容積流的條件下同時具有很小的壓 力差，這是因為例如采用雙層外圓柱的環形腔室的方式在此可能產生干擾。著眼于一個特 別簡單的制造方案，轉換裝置在此由多個轉換裝置部件構成，這些轉換裝置部件特別示出 為具有相同組成部分并且軸向相繼設置。在本發明的又一個有利的實施例中，第二流體通過旋轉閥分成兩個經由空心部件 的第二區域⑶的流道。這樣僅經由兩個通道的分配特別有利于相對較少的熱容量的諸如 為空氣的氣態流體，這是因為由此在很小的壓力差的情況下實現較大的流動截面并因此實 現較大的容積流。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，多個導入端的至少一個導入端在第一 熱交換器配給位置上，特別通過諸如加熱器的第一熱交換器與對應的導出端連接。熱交換 器優選為熱源，該 熱源設置在旋轉閥的外面。多個導入端的至少另一個導入端在第二熱交 換器配給位置上，特別通過諸如冷卻器的第二熱交換器與對應的導出端連接。該第二熱交 換器優選為退熱器(Waermesenke)，該退熱器同樣設置在旋轉閥的外面。多個導入端的其余 的導入端在貫穿配給位置上，特別分別通過貫穿通道與對應的導出端連接。上文所述的旋 轉閥能夠由同步協調的兩個旋轉閥來代替，如前所述。由此能夠使所需的密封的數量明顯 較少。此外，還能夠減小在旋轉閥工作過程中產生的摩擦力矩。上述的旋轉閥占用的結構 空間小于在此之前所述的成對組裝在一起且功能與單一的旋轉閥相同的旋轉閥所占的結 構空間。同樣，用于制造這種旋轉閥的材料也得到減少。此外，沿著內部平行的流體路徑能 夠使所導致的不希望的壓力損失以及熱傳遞降低。同時能夠省略幾個旋轉閥的同步協調所 需要的昂貴的控制花費。根據本發明的旋轉閥實現了，以簡單的方式使對應的導入端和導 出端階梯式地直接相互連接或經由兩個熱交換器中的一個而相互連接。由此能夠使旋轉閥 的制造成本明顯降低。此外還進一步提出了整個設備的緊湊的平面設置。旋轉閥的另一個優選實施例，其特征在于，轉換裝置具有帶有多個貫穿通道旋轉 本體，這些貫穿通道使其余的導入端在貫穿配給位置上與對應的導出端連接。這種所述的 旋轉閥提出了以簡單的方式通過多個熱高效模塊控制封閉的流體循環，使流體或者經由熱 交換器中的一個或者經由貫穿通道中的一個以分流形式在熱交換器上流過，熱交換器特別 指熱源和退熱器。每兩個熱高效模塊之間的熱交換器的相互連接的位置能夠通過旋轉本體 的階梯式地移動進行變化。旋轉閥的又一個優選實施例，其特征在于，貫穿通道在軸向方向上延伸穿過旋轉 本體。優選該貫穿通道呈直線延伸穿過旋轉本體。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，幾個、特別為四個環形腔室圍繞所述旋 轉本體周圍延伸，這些環形腔室根據旋轉本體的位置而分別與導入端中的一個和/或導出 端中的一個連接。環形腔室在徑向內側受到旋轉本體的限定而在徑向外側受到旋轉閥的殼 體的限定。在軸向方向上，這些環形腔室優選受到徑向限定壁的限定，這些限定壁從旋轉本 體徑向向外延伸。
旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，每兩個環形腔室通過熱交換器中的一 個而成對地相互連接。所對應的流體通道從其中一個導入端經由其中一個環形腔室延伸到 其中一個熱交換器。該流體通道從該熱交換器然后再經由接下來所對應的環形腔室延伸到 對應的導出端。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，環形腔室通過徑向開孔以及在軸向方 向上不連續的連接通道而成對地與導入端中的一個和/或導出端中的一個連接。連接通 道是不連續的，這些連接通道將所對應的導入端經由其中一個熱交換器與對應的導出端連 接。相比之下，貫穿通道代表旁路，這就提出了使流體流經熱交換器的可能，即在導入端與 相應的導出端之間流過。 旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，旋轉本體示出為在固定的殼體中內部 并階梯式地旋轉，使得導入端相繼通過不同的貫穿通道或環形腔室以及通過熱交換器中的 一個而與對應的導出端連接。由此以簡單的方式使兩個導入端通過各其中一個熱轉換器與 對應的導出端連接。其它的導入端通過貫穿通道直接與所對應的導出端連接。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，殼體大體上具有中空的圓柱體結構。中 空的圓柱體結構的套筒優選僅被連接通道打斷，這些連接通道將環形腔室與相對應的熱交 換器連接。導入端和導出端優選延伸穿過殼體的正端壁，否則該正端壁封閉。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，旋轉本體包括多個在軸向方向上堆疊 的狹長本體部件。這些狹長本體部件例如可以堆疊在驅動軸上，該驅動軸延伸穿過旋轉閥。 這些狹長本體部件可彼此通過粘合力相互連接，例如焊接或粘貼。而且還實現了這些狹長 本體部件相互預緊。旋轉閥的再一個優選實施例，其特征在于，至少幾個所述狹長本體部件示出為具 有相同的構造。由此簡化了旋轉閥的制造和/或裝配性能。本發明的其它特征和優點在以下所述的典型實施例中以及從屬權利要求中給出。
接下來對本發明的多個優選實施例進行說明并根據附圖進行具體闡述。圖1示出了根據本發明的熱泵的立體透視圖；圖2示出了圖1中的熱泵的分解圖；圖3示出了圖1中的熱泵的側視平面圖；圖4示出了圖1中的熱泵的空心部件的立體截面圖；圖5示出了圖1中的熱泵的空心部件構成的堆疊結構的立體圖；圖6示出了圖5中的堆疊結構的圖解的部分立體圖的局部放大；圖7示出了根據本發明第一實施例的旋轉閥的立體分解圖；圖8示出了圖7中的旋轉閥的可旋轉的轉換裝置的立體的部分截面圖；圖9示出了圖8中分段式轉換裝置的變型；圖10示出了圖9中示出的狹長本體的轉換裝置的一個狹長本體部件；圖11示出了旋轉閥的另一個實施例的轉換裝置的立體圖；圖12示出了根據圖11的帶有轉換裝置的旋轉閥的局部結構截面圖；圖13示出了圖12中旋轉閥垂直于轉換裝置的旋轉軸的截面圖14示出了圖13中旋轉閥的變型的局部截面圖；圖15示出了圖12中旋轉閥的局部截面透視圖；圖16示出了圖12和圖15中的旋轉閥另一個局部截面圖； 圖17示出了旋轉閥的又一個實施例的平行于旋轉軸延伸的截面圖；圖18示出了沿圖17中B-B線的旋轉閥的截面圖；圖19示出了根據本發明的旋轉閥在七條流道的情況下的連接過程的示意圖；圖20示出了旋轉閥的又一個典型實施例于第一閥體位置上的截面圖；圖21示出了圖20的閥在第二閥體位置上的示意圖；圖22示出了圖20的旋轉閥展開的示意圖，其中，該展開范圍一共經過540° ；圖23示出了圖20的旋轉閥的中間部分的轉換裝置構件的立體圖；圖24示出了圖20的旋轉閥的端側的轉換裝置構件的立體圖；圖25示出了再一個典型實施例的旋轉閥的連接關系的簡化示意圖；圖26示出了圖25的旋轉閥在第一位置上展開的示意圖；圖27示出了圖26的旋轉閥在第二位置上的示意圖；圖28示出了圖26和圖27的旋轉閥沿縱截面的具體結構示意圖；圖29示出了沿圖28中XXIX-XXIX線的截面圖；圖30示出了沿圖28中XXX-XXX線的截面圖；圖31示出了圖26的旋轉閥在第一位置上的改進實施例的展開示意圖；圖32示出了圖31的旋轉閥在第二位置上的示意圖。
具體實施例方式圖1中示出了一種熱泵，該熱泵中設有多個、在此一共設有12個空心部件1，這些 空心部件以堆疊的形式彼此平行設置。空心部件1構成的堆疊結構通過系桿2以可拆卸的 方式連接成一個結構單元。每個空心部件1都具有第一區域A和第二區域B，該第一區域為吸附區/解吸附 區，該第二區域為蒸發區/冷凝區。每個空心部件1的第一區域A被第一流體環流的各第一 流道3貫穿，該第一種流體通過泵(圖未示)進行輸送，而每個空心部件1的第二區域B被 第二流體的第二流道4貫穿，在本實施例中的該第二流體與第一種流體不同，但也可相同。 流道3、4中的每一個都從而具有正面連接端3a、3b，這些連接端彼此相對設置并且分別用 作流經流道3、4的流體的導入端或導出端。空心部件1構成的堆疊結構通過系桿2固定于熱泵的支架5中。總計4個旋轉閥 設置于支架5的外側并與空心部件1構成的堆疊結構連接，其中，兩個大體結構相同的旋轉 閥6與吸附側A的導入端和導出端3a、3b相連接。兩個旋轉閥7與空心部件1的第二區域 或蒸發區/冷凝區B相連接，這兩個旋轉閥7通常設計為特別是在閥內的獨立的流道的數 目不同，但彼此結構相同。旋轉閥6、7全部都彼此平行對準，其中，旋轉閥6、7中心旋轉軸6a、7a與模塊式的 驅動單元8連接，該驅動單元在圖2中示意性示出。驅動單元8包括電機8a，通過該電機帶 動凸輪帶8b使四個驅動輪8c同步運動，用以驅動旋轉閥6、7的各個軸6a、7a。在該結構 中，所有的旋轉閥6、7都以相同的角速度進行驅動。
空心部件1的吸附側A的旋轉閥6具有導入區6b，該導入區提供12個單獨的導入 端6c，從而使12個空心部件1中的每一個都分別對應旋轉閥6內部的一個單獨通道。蒸發 側B的旋轉閥7在導入區7b中僅具有少量的四個單獨的導入端7c，這是因為熱泵的這一側 在通常情況下并不需要像吸附側那樣的流道的強烈多變的分離。因此，多個空心部件1在 其第二區域B同時分別連接于閥7中相對應的同一個流道。現有技術WO 2007/068481對 此進行了說明。相鄰的空心部件1彼此間 隔固定，在此通過設置在空心部件之間的適宜的間隔塊 9來實現。空心部件1之間分別保持有空隙，從而使這些空心部件彼此很好地絕熱。為了 進一步改善絕熱性能，還可以插入由泡沫塑料或纖維絕熱材料制成的例如絕熱板43(如圖 6所示)ο空心部件1的各個連接端3a、3b、4a、4b與旋轉閥6、7的相對應的連接端6d、7d連 接，連接端6d、7d從大體上圓柱形的旋轉閥的導出區的側壁徑向延伸，并對齊成一排。為了 補償熱泵的熱量引起的膨脹，旋轉閥6、7的連接端6d、7d通過彈性連接件連接于空心部件 1構成的堆疊結構的連接端3a、3b、4a、4b，該彈性連接件例如為橡皮管或波紋管。正如圖4-圖6所示，為了最優化流體的熱交換，各空心部件1示例為子部件10構 成的堆疊結構，所述流體在該子部件中流動。各子部件10示例為板式的平面部件，在該板 式的平面部件中，多個吸附部件11沿著流體的流動方向相鄰設置，并且被垂直于流體流動 方向腹板12以大體緊密的方式稍微間隔開。該吸附部件11主要設置于第一區域A附近 (參見圖4所示)，其中，在區域B中同樣通過腹板12而設有彼此獨立的蒸發/冷凝結構。 這些結構(未示出)例如可以由毛細管結構組成，這些毛細管結構能夠將足夠多的工作流 體保持在液相狀態下。在本實施例中的該吸附部件11由活性炭構成，其工作流體為甲醇。 根據熱泵的溫度范圍和使用目的，可以考慮將吸附材料、工作流體和蒸發區的構成進行任 意結合。基本上，根據本發明的熱泵也并不局限于吸附/解吸附原理，可以采用任何合適的 熱力學活性空心部件1，例如產生化學吸附作用的空心部件。每個子部件10通過蓋板IOa以大體緊密的方式閉合形成板式部件。這些封閉的 部件10通過較小的隔離塊14a(參見圖6)彼此隔開堆疊，并且這些封閉的部件還相對于空 心部件的外側截止板13而間隔設置。每個空心部件1在此由三個子部件10堆疊而成，從 而具有是四個流體的平面流通路徑14。這些流通路徑14被沿著流體流動方向連續延伸的 隔離塊14a進一步分流。為了進一步減少構件，該隔離塊14可通過壓軋畢竟蓋板IOa和/ 或閉合板13成型。此外，流通路徑14可以裝設有擴大表面積的結構(圖未示)，例如肋條。空心部件1的端側的連接區域中相對于流體設有連接塊15，這些連接塊將所述流 體以積聚或者收集的方式在子部件10之間的多個流通區域14之中分配。子部件10的各個密封的由蓋板IOa和腹板12隔開的腔室從側面分別突伸出填充 管16 (參見圖5)，各個單獨腔室通過該填充管排空和填充工作流體。在填充之后，例如通過 壓縮變形永久關閉該填充管16。為了簡化填充過程，在各個密封隔開的腔室的每個相對設 置的正端面上都設有填充管16，從而使工作流體在腔室的縱向上，即垂直于流體的流動方 向上流過該腔室。因此，在填充過程中，在一側設成真空，而在相對側上通過相對應的填充 管進行工作流體的填料。
總體上，通過由具有子部件10的單獨的空心部件1所構成的熱泵的模塊結構，不僅使熱效率通過單獨的空心部件的絕熱得到改善，還提供了易于維護的結構，在該結構中， 如果僅有一個空心部件發生故障時不必將空心部件構成的整個堆疊結構都進行更換。在圖1至圖3的熱泵示意圖中示意性示出的旋轉閥6、7在結構上與現有技術相 同，其中各種流道的交替連接是通過徑向引導分隔壁連接于其鄰近的環形腔室的雙層圓柱 體壁面來實現的。該分隔壁連同圓柱體壁面形成旋轉閥的連接區域。在圖7中示出了根據本發明的這種旋轉閥的一個改進的方案，在一個特別優選的 實施例中，該旋轉閥能夠與之前所述的熱泵直接相結合，并且此外還具有這樣的優點較小 的安裝尺寸、簡單的制造性能以及改善的單獨通道的密封。在此，在僅具有一層側壁的空心圓柱17中設有可旋轉驅動的轉換裝置16，該空心 圓柱中具有排列在一條直線上的等距離的連接孔17a，用以連接空心部件1構成的堆疊結 構的連接端3a、3b。轉換裝置16在圖8中單獨示出。該轉換裝置為一個由大體上呈圓柱形 的狹長本體所構成的部件，該部件可以圍繞一個中心軸或軸線18旋轉。該轉換裝置16在 其圓周方向上具有多個軸向平行的鉆孔16a，在此，這些鉆孔的數量為12個，鉆孔數量與空 心部件的數量以及單獨的交替連接的流道的數量相對應。沿著圓柱形狹長本體構成的轉換 裝置16的整個周向長度，設有一列環形的外部徑向突起部16b。突起部16b成對設置，從 而在一對突起部之間形狀配合地固定住一個環形密封部(圖未示)。由此，所構成的所有 密封件用于形成等距離環形腔室16c，這些環形腔室通過密封環以密封的方式彼此分隔開。 每個環形腔室16c都具有一個相對于流體流動而徑向設置的鉆孔16d，該鉆孔分別準確通 向軸向通道16a中的一個通道。這些徑向鉆孔16d相應地在圓周方向上相互偏移設置，從 而形成螺距為1的連續螺旋。因此總地使每個正面的軸向貫通的通道鉆孔16a與一個環形 腔室16c剛好徑向連接。據此，每個環形腔室16c與其他環形腔室以密封的方式對齊，其連 接孔17a中的一個孔與空心部件1的堆疊結構連通。如圖7所示，通道16a的正面軸向開孔相應對準于控制盤19的軸向開孔鉆孔19a， 該控制盤位于旋轉閥上，封閉其正面，并靜止地連接和密封于外圓柱17。因此，在轉換裝置16的旋轉過程中，單獨的軸向通道16a隨著其軸向開孔的移動 交替對齊于控制盤19的各靜止的軸向導入孔19a。該實施例中，該控制盤19形成本發明所 限定的導入區，并且同時該控制盤還是旋轉閥的連接區的一部分。為了在開孔19a到開孔16a的連接轉換區域中減小或完全避免相鄰通道的不希望 的流體交換，在控制盤19和轉換裝置16的正面之間插入一個星形密封部件20。該密封部 件20的星形密封指20a由此咬合在轉換裝置16的正面的徑向凹槽16a中。一系列的連接軟管(圖未示)連接于控制盤19的導入孔19a，并且其另一端根據 熱泵的基本設計方案而通向其它的開孔19a或者還通向一個外部熱交換器。現有技術WO 2007/06848IAl中公開了常用的與外部熱交換器或熱源的連接。圖9示出了與圖8功能相同的轉換裝置16的一種變型。轉換裝置16由此示出為 狹長本體部件21 (如圖10)的堆疊和呈現為另一種形成的端塊22。在此，至少部分狹長本 體部件21結構相同，并且根據通道的數目設置為彼此旋轉一個小角度。為了進一步簡化該 種結構，在狹長本體部件21中設有形狀配合的容納部23，用以形狀配合地連接于中心驅動 軸，其中對應于通道的數目，容納部23具有對稱性。在此，容納部23僅具有六等分的旋轉對稱性，從而使得相對于容納部23，交替采用兩個徑向開孔16d位置不同的狹長本體部件 21，用以組裝成由12個狹長本體部件構成的整個堆疊結構。根據一個未示出的變化方案，在軸和容納部中具有12等分的對稱性，其中，就要 求僅采用一種類型的縱向部件。本發明的旋轉閥6、7由足夠耐高溫的塑料制成，其中，由空心部件1構成的堆疊結 構在其側壁和連接端面大體上采用金屬板組裝而成。用于構成旋轉閥6、7的塑料建議特別 采用能形成交聯的熱塑性塑料。
通過上述描述的轉換裝置16的結構，流道連接的變換通過流體流動的軸向導向 開孔的重疊而實現，其中，結構的長度明顯縮短，并且構件的數量和成形也分別得到了降低 或簡化。特別是，在空心部件1構成的堆疊結構的連接區域，省略了現有技術中的帶有位于 固定的圓柱側壁之間的環形腔室的雙層側壁。圖11至圖18示出了帶有轉換裝置24的旋轉閥的實施例和變換形式轉換裝置， 該轉換裝置具有徑向隔板。被徑向延伸的隔板25分隔開的通道通過帶有周向偏移的鉆孔 26(如圖16)的內圓柱發生移動，從而使通道在隔板25的運動過程中分別與不同的開孔26 相繼重疊。在此，每個開孔26都通入到一個環形腔室29中，該環形腔室位于固定的內圓柱 27和固定的外圓柱28之間。在外圓柱28中等距設置的連接通道30由此形成一排以連接 于空心部件1構成的堆疊結構。在一個這樣的實施例中，流道交替連接的轉換過程通過隔 板25掠過相對于流體流動的徑向的開孔26來實現。至于這種轉向閥的實施例，下面具體闡述與現有技術相比的根據本發明的多個改進。圖11在此示出了這種旋轉閥的轉換裝置24與導入區31的連接，該轉換裝置的設 計與圖8的轉換裝置16以類似的方式成型，這里不再對轉換裝置的功能進行贅述，因為沒 有改變導入區中的流道配給位置。導入區31和轉換裝置24彼此連結為單獨構件，該構件 通過軸18以系桿貫穿兩者的形式利用鎖緊螺栓旋轉固定。星形徑向延伸的隔板25在其徑向末端區域方便地彈性設置有密封件33，該密封 件以密封條的方式軸向延伸。圖13示出了一個典型實施例，在該實施例中密封條33具有 U形橫截面，其中，在隔板25的正端面和密封件33之間插設一附加的彈性部件34。由此， 使單獨的軸向通道彼此間形成特別良好的密封效果。圖14中示出了隔板25的徑向末端區域上的這種密封條的一種變換形式。密封件 33在此示為掃過內壁的密封唇，該密封唇通過珠狀的加厚部35形狀配合地插入隔板25的 相應正端面的凹槽中。圖12中示出了另一個有利的改進方案，其中，轉換裝置24的中心軸18在軸承套 36內被支撐于旋轉閥的至少一端上，此外還具有旋轉密封37。該旋轉密封37進一步密封 住流體相對于外部空間的任何可能的泄露。圖17和圖18中示出了根據本發明的旋轉閥的又一個典型實施例。在該閥中，也 是通過徑向導向隔板25與內圓柱27的側壁上的徑向導向的開孔實現流動路徑的連通，這 些內圓柱上的開孔通入到外圓柱(圖未示)的環形腔室中。與例如圖11所示的實施例不同，在圖17和圖18的實施例中，流體流動到被隔板 25分隔開的軸向腔室的導入區以簡單而緊湊的方式設計而成。這樣就實現了每個被隔板25分隔開的轉換裝置的縱向導向腔室在軸向上通過各鉆孔38各自與不同的同軸設置的環 形槽39相連，其中，每個環形槽39與另一個環形槽39位于一個平面中，然而分別具有不同 的直徑。在根據圖17和圖18的典型實施例中，相對于僅有兩個流通路徑的轉換而示出為 具有兩個環形槽39。還可以設有多于兩個的同軸設置的環形槽，通常在具有特別大數量的 流動路徑時將增加結構的復雜性，例如在前述實施例中的12個流動路徑。然而這種旋轉閥 具有廣泛的用途，例如前述說明的熱泵的汽化/冷凝區域的連通，這是因為在此僅需要轉 換幾個，諸如兩個或四個，單獨的流動路徑。轉換裝置的環形槽39與流體流動的外部導入端的連接通過靜止連接于圓柱的導 入板41內 的鉆孔40來實現。在此，每個鉆孔40都準確通入到一個環形槽39中，從而根據 附圖17，使得不考慮轉換裝置的旋轉角度，導入板41的每個開孔40精確地連接于轉換裝置 的一個由軸向隔板25形成的軸向腔室。為了確保環形槽的密封隔離，分別在導入板41和 環形槽39的側壁之間設有0形密封圈42。在圖17和圖18中，為了清楚并沒有示出具有圍繞內圓柱27的環形腔室的外圓 柱。圖19示意性示出了旋轉閥的轉換功能，該旋轉閥具有七個交替轉換的流動路徑 或流體流動。圖中示出了三個輪換位置A、B、C，其中，位置C在接下來的步驟中再轉換到位 置A。在導入側上分別具有流體流由1-7進行編號，而在導出側具有空心部件由1-7進行編 號。在旋轉閥的配給位置的七次變換之后或旋轉閥完全旋轉一圈之后，重新實現最初的連
ο為了結合本發明的熱泵，圖20至圖24示出的旋轉閥7的典型實施例僅具有兩個 腔室或流道44、45，并且該實施例特別適用于與作為第二流體的空氣相結合，用以進行與空 心部件1的第二區域B的熱交換。該實施例中的旋轉閥7僅具有單層壁面的外圓柱47，該外圓柱具有設置在一條直 線上的徑向開孔48，用以連接空心部件1。容納在圓柱47中的可旋轉的轉換裝置24包括 轂或軸46，從該轂或軸處徑向延伸至圓柱壁的兩個隔板25。與圖11的實施例不同，該隔板 25既不在軸向方向上直線式設置，也不像現有技術WO 2007/068481A1公開的那樣連續式 纏繞形成。替代的方案是，該隔板25采用階梯式卷繞設置，如特別在圖22中示出的展開示 意圖所示。轉換裝置24的隔板25的階梯式卷繞實現了軸向前后設置的幾個轉換裝置組成部 分49、50的簡單結構。圖23在此示出了轉換裝置組成部分49，在中間區域作為相同組成部 分進行重復設置，這些轉換裝置部件彼此以一個確定的角度進行偏移。該轉換裝置組成部 分49具有平面的隔板區段49a以及蓋板區段49b，該隔板區段平行于旋轉軸徑向延伸，該蓋 板區段示例為具有30度的孔徑角，垂直于旋轉軸延伸并與隔板區段49a連接，由此總體形 成轉換裝置24的階梯式卷繞的腔室或流道44、45。設置在端側并成型為截止塊的轉換裝置組成部分50具有180°孔徑角的單獨的 蓋板區段50b，其中，該180°蓋板區段在轉換裝置24的兩相對末端彼此反方向設置。由此， 以簡單的方式形成腔室44、45的外部導入端和外部導出端，這是因為流體(在此為空氣) 僅能夠在外圓柱47的一個正端面上導入，并且在相對的正端面上導出(參見圖22的展開 示意圖)。根據第二區域B的空心部件的當前運行狀態，導入的空氣在此被稱為汽化空氣或冷凝空氣。旋轉閥的又一個優選的、對于基本原理并不是必須的具體結構方案在于設有蓋板條51，該蓋板條位于隔板區段25、49的徑向末端，并隨著圓柱47的弧度彎曲。蓋板條51的 孔徑角大致與圓柱側壁的開孔48的孔徑角一樣大，從而在某一位置(參見圖21的示意圖) 中使單個空心部件或還相應的設計中的幾個空心部件1分別相對于第二區域B關閉。在運 行中表現為流動路徑連通的絕熱的中間步驟，由此可以進一步改善熱泵的效能。在本實施例中具有12個空心部件1，從而一共12個彼此分別呈30°旋轉角度對 準的轉換裝置組成部分49、50組成一個轉換裝置24。然而，在大體上不影響到旋轉閥的功 能的條件下還可以考慮對給定數量的空心部件進行不規則偏斜分級。圖25示出了根據又一個典型實施例的旋轉閥100的轉換功能表示為二維示意圖。 該旋轉閥100包括多個導入端101至112以及導出端202至212，這些導出端通過連接線 126或者128和129單獨指向導入端101至112。這些導入端和導出端例如通過熱活性模 塊301至312相連。旋轉閥100包括轉換裝置114，該轉換裝置又包括旋轉本體115，該旋轉 本體如箭頭116所示進行旋轉。在旋轉本體115中，第一熱交換器118示出為冷卻器118， 其下游連接泵119。第二熱交換器示出為加熱器120。圖25中所示的旋轉閥100用于通過導熱流體來控制12個熱活性模塊的貫穿流 動，如上文基于圖1至24的典型實施例所述。通過圖25所示的旋轉閥100能夠使導熱流 體流動按順序流過該12個熱活性的模塊301至312熱源，特別是一加熱器120，和散熱器， 特別是一循環冷卻器118在每兩個模塊之間切換。旋轉閥100的作用是階梯式地改變加熱 器120和循環冷卻器118的相互連接并不需要旋轉加熱器和循環冷卻器正如圖所示連接的 直接轉換過程所必須的那樣。與圖25的示意圖不同的是，在接下來的結構轉換的附圖中， 冷卻器118、泵119和加熱器120固定地設置在旋轉閥100的外面。在圖26和27中首先示出了圖25中的旋轉閥100的示意性的展開圖。旋轉閥100 包括12個導入端101至112，該導入端也被稱為入口，并且共同組成導入區81。類似地，旋 轉閥100包括12個導出端201至212，該導出端也可被稱為出口，并且共同組成導出區82。 當旋轉本體Ii5沿著箭頭Ii6的方向旋轉時，借助于具有旋轉本體115的轉換裝置114，導 入端101至112以不同的方式與導出端201至212連接。在圖26和27中，冷卻器118和 加熱器120設置在殼體125的外面。每個導入端101至112和每個導出端201至212都指定對應一個位于殼體125正 端面中的開孔，該殼體大體上具有中空圓柱體的結構。導入端和導出端通入到殼體125的 正端面中。殼體125的每個開孔都指定對應一個旋轉本體115中的開孔。每個導入端101 至112通過這些指定對應以既定的方式連接于對應的導出端201至212。在圖26所示的典 型實施例中，導入端102至106和108至112分別通過一個貫穿通道126與對應的導出端 202至206和208至212連接。該貫穿通道126穿過旋轉本體115直線延伸。導入端101和107通過不連續的連接通道128、129分別連接于對應的導出端201 和207。連接通道128、129通過隔板或類似裝置分隔成局部通道128a、128b或者129a、 129b，從而推動經過冷卻器118或加熱器120的流動偏向。為了實現該目的，在殼體125的 內部設有四個環形腔室131至134，這些環形腔室在圖26和27的展開圖中表示成直線通 道。導入端101通過不連續的連接通道129與環形腔室133連接，該環形腔室再與加熱器120連接。
加熱器120通過環形腔室134與導出端201連接。類似地，導入端107通過環形 腔室131與冷卻器118連接，該冷卻器再通過環形腔室132以及不連續的連接通道128與 導出端207連接。通過旋轉本體115沿著箭頭116的方向旋轉，貫穿通道126和不連續的 連接端128、129指定對應于不同的導入端和導出端。這種變化優選為階梯式實現，使得當 旋轉本體115中的通道126、128、129的開孔與相對應的殼體125中的開孔重疊時，旋轉本 體停一下。在圖27中，旋轉本體11 4相對于圖26的示意圖旋轉一個步驟。圖27中，導入端 102通過加熱器120連接于對應的導出端202。類似地，導入端108通過冷卻器118連接于 對應的導出端208。其它的導入端101、103至107、109至112通過貫穿通道126直接與對 應的導出端201、203至207、209至212連接。在圖28至30中示出了由圖26和27簡化示出的旋轉閥100的具體結構。在以縱 截面示出的圓柱形殼體125中，旋轉本體115借助于周向密封的驅動軸150可旋轉地被驅 動。為了軸向支撐旋轉本體115，在殼體125的每個正端面上分別設有兩個陶瓷密封板151、 152。陶瓷密封板151與殼體125固定裝配。陶瓷密封板152裝配于旋轉本體115并且相 對于陶瓷密封板151和殼體125隨之進行旋轉。這兩對板能夠通過彈簧裝置(未示出)彼 此彈性預緊。四個環形腔室或環形空間131至134分別通過徑向開孔141至144連接于對應的 連接通道128、129。徑向開孔141至144顯示為徑向穿流窗口，該徑向穿流窗口在環形腔 室131-134和徑向設置在內部的軸向連接通道128、129之間提供流體連接，相對于所有其 它的連接通道126，該軸向連接通道128，129分別被至少一個隔板128c或129c分隔成兩個 局部通道128a和128b或者129a和129b。局部通道128a、128b或者129a、129b和環形腔 室131至134的配給設置優選為使得每兩個相鄰的環形腔室131、132和133、134分別連接 于相對應的，即彼此對齊的導入端101 ；107和導出端201 ；207。不考慮旋轉本體115的位 置和旋轉，總是有一個流體路徑引導通過加熱器120，總計12個流體路徑中的另一個流體 路徑，并通過冷卻器或循環冷卻器118。在圖28中，如箭頭121所示，流體從導入端101經由徑向開孔143和環形腔室133 到達加熱器120。又如另一箭頭122所示，流體從加熱器120經由環形腔室134和徑向開孔 144到達導出端201。類似地，如箭頭123所示，流體從導入端107經由徑向開孔141和環 形腔室131到達冷卻器118中。又如另一箭頭124所示，流體從冷卻器118經由環形腔室 132和徑向開孔142到達導出端207。由圖28可知，旋轉軸與軸承155、156被支撐在圓柱形殼體中，并且總的內部空間 通過密封部件154相對于周圍進行密封。此外，除了兩對優選的陶瓷的平面密封裝置151、 152之外，僅需要另外再具有三個密封部件157、158、159，從而使四個環形腔室131至134 在軸向方向上相互密封。在圖29和30中示出了圖28中的旋轉閥100的兩個截面圖。在圖29中，箭頭161 和162示出了流體是如何從加熱器120到達徑向開孔144的。在圖30中，另外的箭頭163、 164示出了流體是如何從冷卻器118到達徑向開孔142的。此外，該截面圖示出了旋轉本體 115被分成12個軸向腔室，該旋轉本體優選為在連接軸150上由塑料注塑部件堆疊形成。附圖標記128和129表示貫穿通道，該貫穿通道被隔板128c或者129c分別分隔成兩個局 部通道 128a、128b 或者 129a、129b。使用稍微變型的閥有利于控制汽化/冷凝區域的流體循環，圖31和32中示出了 該閥在兩個位置上的展開圖。 如圖31所示，旋轉本體115僅具有不連續的貫穿通道，這些不連續的貫穿通道用 附圖標記128和129來表示，這些貫穿通道又被隔板128c和129c分別分隔成局部通道 128a、128b或者129a、129b，并且這些貫穿通道具有通向環形腔室131至134的穿流窗口， 這些環形腔室成對地與兩個導熱裝置連接，該導熱裝置被稱為“冷卻體”和“循環冷卻器”。 在所示的實施例中，因此不用再設置與附圖標記126相對應的類型的純粹的貫穿通道。圖32示出了在下一個位置上的旋轉閥。根據旋轉閥的轉換位置，該實施例的變型提出了熱高效模塊301至312的配給設 置，至少兩條單獨的、由各自的運輸裝置驅動的流體循環路線在所分配的模塊中平行流通。在旋轉本體115內各自平行引導兩組貫穿通道128和129需要具有幾個徑向穿流 窗口，這些穿流窗口分別與一共四個必需的環形腔室中的每一個環形腔室形成流動連接。 優選在一組貫穿通道中去掉旋轉本體中的隔板，由此就使每個環形腔室僅需要一個較大的 徑向穿流窗口，這一點在圖中沒有具體示出。根據圖26、27或者31、32的兩個實施例，僅示出了兩個對應于126、128和129類 型的貫穿通道的分隔的例子。當然，還可以采用在該類型上的貫穿通道的其它分隔方案，而 且還有利于特殊應用。旋轉閥100還具有以下其它優點轉換功能的高集成性替代了兩個傳統的旋轉 閥；減少了驅動和控制成本；緊湊省材的構造；簡單且成本低的制造性能，例如采用塑料注 塑部件；通過陶瓷盤或陶瓷板151、152實現的簡單實用、不易磨損的表面密封；在各個流動 路徑之間實現具有較少熱交換的短程流動路徑；較小的摩擦和滿足需求的驅動轉矩；較少 的分流損失。可以理解，根據要求還可有效地將各典型實施例的特定特征彼此結合起來。
權利要求
一種旋轉閥，包括導入區(6b、19；81)，所述導入區具有用于若干流體流動的多個固定的單獨的導入端(6c、19a；101 112)；以及導出區(82)，所述導出區具有用于流體流動的特別與所述導入端數量相等的固定的單獨的導出端(6d、17a；201 211)；其中，在所述導入區(6b、19；81)和導出區(82)之間設有轉換區，所述轉換區具有可圍繞一軸旋轉的轉換裝置(16、31、24；114)；其中，在所述轉換裝置(16；114)的第一位置上，所述多個導入端(6c、19a；101 112)與所述多個導出端(6d、17a；201 212)在第一配給位置上連接；并且其中，在所述轉換裝置(16；114)的第二位置上，所述多個導入端(6c、19a；101 112)與所述多個導出端(6d、17a；201 212)在第二配給位置上連接；其特征在于，所述轉換裝置(16；114)包括多個隨著所述轉換裝置移動的開孔(16a、126、128、129)，并且流體在軸向上沿著旋轉軸方向流過所述開孔，在所述轉換裝置(16；114)的旋轉過程中，所述開孔與多個固定的軸向開孔(19a、101至112、201至212)交替重合，通過軸向開孔(16a、19a)的交替重合實現所述導入端(19a；101 112)和所述導出端(17a；201 212)的不同配給。
2.根據權利要求1所述的旋轉閥，其特征在于，所述轉換裝置(16)為軸向狹長本體，所 述狹長本體容納在固定的大體上呈圓柱形的壁面(17)中，其中，通過所述壁面(17)的徑向 開孔來連接導入端(19a)或者導出端(17a)。
3.根據權利要求2所述的旋轉閥，其特征在于，所述狹長本體具有與多個導入端(19a) 的數量相對應的、軸向定向的、單獨的、用于流體流動的通道(16a)，其中，每個所述通道都 具有用于與所述壁面的開孔(17a)中的一個開孔相連接的一徑向開孔(16d)。
4.根據權利要求2或3所述的旋轉閥，其特征在于，所述狹長本體(16)或所述壁面 (17)中的至少一個具有環形圍繞的密封件(16b)，所述密封件與所述狹長本體(16)或所述 壁面(17)中的另外一個共同作用使得所述壁面的開孔(17a)彼此隔開。
5.根據權利要求4所述的旋轉閥，其特征在于，所述密封體包括密封件，所述密封件容 納在所述狹長本體(16)或所述壁面(17)中的至少一個的徑向突起部(16b)上。
6.根據權利要求4所述的旋轉閥，其特征在于，所述密封體(16b)與所述狹長本體和/ 或所述壁面整體成型。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，所述狹長本體(16)形成 為大體上的一體式構件。
8.根據權利要求2至6中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，所述狹長本體(16)包括 多個在軸向上堆疊的狹長本體部件(21)。1
9.根據權利要求8所述的旋轉閥，其特征在于，至少部分所述狹長本體部件(21)示出 為具有相同的構造。
10.根據前述任一項權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述轉換裝置在軸向方向上 由可旋轉的軸(18)穿過，其中，所述軸(18)特別形成為系桿，用以固定住所述轉換裝置的 多個軸向前后接連設置的構件(16、21、24、31)。
11.根據前述任一項權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述轉換裝置在端側由軸承 組件可旋轉地支撐，其中，所述軸承組件特別具有用于密封流體的旋轉密封。
12.根據前述任一項權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述導入端和導出端的數量 至少為四個，特別至少為八個。
13.一種旋轉閥，包括導入區(6b、19)，所述導入區具有用于若干流體流動的多個固定的、單獨的導入端 (6c、19a)；以及導出區，所述導出區具有用于流體流動的特別與所述導入端數量相等的、位置固定的、 單獨的導出端(6d、17a)；其中，在所述導入區(6b、19)和導出區之間設有一轉換區，所述轉換區具有可圍繞一 軸旋轉的轉換裝置(16、31、24)；其中，在所述轉換裝置(16)的第一位置上，所述多個導入端(6c、19a)與所述多個導出 端(6d、17a)在第一配給位置上連接；并且其中，在所述轉換裝置(16)的第二位置上，所述多個導入端(6c、19a)與所述多個導出 端(6d、17a)在第二配給位置上連接；其特征在于，所述轉換裝置(24)為狹長本體，所述狹長本體具有軸向延伸的隔板(25)，組成多個平 行通道，其中，在所述隔板(25)的徑向端側區域上設有軸向延伸的、單獨的密封件(33)，通過 所述密封件使所述隔板(25)密封地支撐住包圍所述轉換裝置的圓柱形壁面(27)。
14.根據權利要求13所述的旋轉閥，其特征在于，所述密封件(33)具有U形、H形或X 形橫截面。
15.根據權利要求13所述的旋轉閥，其特征在于，所述密封件(33)具有彈性密封條，所 述彈性密封條抵靠住圓柱形壁面(27)。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，所述密封件(33)形狀 配合地插置在所述隔板(25)的凹槽(35)中。
17.根據權利要求13至16中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，用于改變配給位置的 所述通道交替重合于固定的內圓柱(27)的內壁的圓周方向上偏移的徑向開孔(26)，其中， 在所述內圓柱(27)與圍繞該內圓柱的外殼體(28)之間設有彼此隔開的、在軸向方向接連 設置的環形腔室(29)。
18.一種旋轉閥，包括一導入區(6b、19)，所述導入區具有用于若干流體流動的多個固定的、單獨的導入端 (6c、19a)；以及一導出區，所述導出區具有用于流體流動的特別與所述導入端數量相等的、位置固定 的、單獨的導出端(6d、17a)其中，在所述導入區(6b、19)和導出區之間設有一轉換區，所述轉換區具有可圍繞一 軸旋轉的轉換裝置(16、31、24)；其中，在所述轉換裝置(16)的第一位置上，所述多個導入端(6c、19a)與所述多個導出 端(6d、17a)在第一配給位置上連接；并且其中，在所述轉換裝置(16)的第二位置上，所述多個導入端(6c、19a)與所述多個導出 端(6d、17a)在第二配給位置上連接；其特征在于，所述轉換裝置形成為狹長本體，所述狹長本體具有軸向延伸的隔板(25)，形成多個平 行通道，其中，每個所述通道都連接于所述轉換裝置的多個與旋轉軸同心設置的環形槽(39) 中的一個，其中，每個所述環形槽(39)交替重合于所述導入端或導出端的相應的各固定開 孔(40)。
19.根據權利要求13至16中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，用于改變配給位置的 所述通道交替重合于固定的內圓柱(27)的內壁的圓周方向上偏移的徑向開孔(26)，其中， 在所述內圓柱(27)與圍繞該內圓柱的外殼體(28)之間設有彼此隔開的、在軸向方向接連 設置的環形腔室(29)。
20.根據前述任一項權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，a)所述多個導入端(101-112)中的至少一個導入端在第一熱交換器配給位置上，特別 通過諸如加熱器(120)的第一熱交換器與對應的一導出端(201-212)連接；b)所述多個導入端(101-112)中的至少另一個導入端在第二熱交換器配給位置上，特 別通過諸如冷卻器(118)的第二熱交換器與對應的一導出端(201-212)連接；c)多個導入端(101-112)的其余的導入端在貫穿配給位置上，特別分別通過貫穿通道 (126)與對應的導出端連接。
21.根據前述權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述轉換裝置(114)具有旋轉本體 (115)，所述旋轉本體具有多個貫穿通道(126)，所述貫穿通道使其余的導入端(101-112) 在貫穿配給位置上與對應的導出端(201-212)連接。
22.根據前述權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述貫穿通道(126)在軸向方向上 延伸穿過所述旋轉本體(115)。
23.根據前述兩項權利要求之一所述的旋轉閥，其特征在于，幾個、特別為四個環形腔 室(131-134)圍繞所述旋轉本體(115)周圍延伸，所述環形腔室根據所述旋轉本體(115) 的位置而分別與所述導入端(101-112)中的一個和/或導出端(201-212)中的一個連接。
24.根據前述權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，每兩個環形腔室(131、132、133、 134)通過所述熱交換器中的一個而成對地相互連接。
25.根據前述權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述環形腔室(131-134)通過徑向 開孔(141-144)以及在軸向方向上不連續的連接通道(128、129)而成對地與所述導入端 (101-112)中的一個和/或導出端(201-212)中的一個連接。
26.根據前述兩項權利要求之一所述的旋轉閥，其特征在于，所述旋轉本體(115)是 這樣實現且可在固定的殼體(125)中旋轉，使得通過不同的貫穿通道(126)或環形腔 室(131-134)以及通過所述熱交換器中的一個，所述導入端相繼連接于對應的導出端 (201-212)。
27.根據前述權利要求所述的旋轉閥，其特征在于，所述殼體(125)大體上具有中空的 圓柱體結構。
28.根據權利要求21至27中任一項所述的旋轉閥，其特征在于，所述旋轉本體(115)包括多個在軸向方向上堆疊的狹長本體部件。
29.根據權利要求28所述的旋轉閥，其特征在于，至少部分所述狹長本體部件具有相 同的構造。
30.一種熱泵，包括多個空心部件(1)，其中，根據熱力學的狀態變化，在每個所述空心部件(1)中至少設 有第一區域(A)和第二區域(B)以置換所述空心部件中的工作流體，其中，每個所述空心部 件(1)通過其所述第一區域(A)與所述空心部件(1)的可由第一流體流經的第一流道(3) 形成熱連接，而通過其所述第二區域(B)與所述空心部件(1)的可由第二流體流經的第二 流道(4)形成熱連接，從而使得所述流體和所述區域(A、B)其中一個之間分別進行熱交換； 以及閥裝置(6、7)，其中，一個所述區域的流道可以通過所述閥裝置(6、7)相繼進行連通， 并且在所述熱泵的工作過程中的連通順序通過所述閥裝置(6、7)進行變換，其特征在于，所述閥裝置(6、7)包括前述任一項權利要求所述的旋轉閥。
31.根據權利要求30所述的熱泵，其特征在于，所述空心部件(1)形成為吸附部件，其 中，在所述第一區域(A)中的所述吸附部件具有用于工作流體的吸附區/解吸附區，而在所 述第二區域(B)中具有用于工作流體的冷凝區/汽化區。
32.根據權利要求30或31所述的熱泵，其特征在于，至少一個所述流道在端側具有連 接塊(15)，其中，流體在所述連接塊(15)的區域中分成多個流動路徑(14)。
33.根據權利要求30至32中任一項所述的熱泵，其特征在于，流體的一個或多個所述 流動路徑(14)為相互疊放設置的子部件(10)之間的間隙。
34.根據權利要求30至33中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述流動路徑(14)具有 擴大面積的結構，特別指肋條。
35.根據權利要求30至33中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述空心部件(1)分別 形成單獨的模塊，特別使所述模塊相互之間不存在熱接觸。
36.根據權利要求34所述的熱泵，其特征在于，在相鄰的所述空心部件(1)之間設置一 絕熱的夾層，特別是設置彈性的材料。
37.根據權利要求30至35中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述閥裝置示出為多個 離散的多項閥的連接，特別是由電磁驅動。
38.根據權利要求30至34中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述閥裝置包括至少一 個、特別是至少兩個根據權利要求1至29中任一項所述的旋轉閥(100)。
39.根據權利要求37所述的熱泵，其特征在于，所述空心部件(1)的至少部分所述流道 通過可彈性變形的連接塊與所述旋轉閥(100)的導入端和/或導出端(6c、6d、30)連接。
40.根據權利要求20至30中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述第二流體為空氣。
41.根據權利要求30至40中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述第二流體的旋轉閥 (100)具有轉換裝置(24)，該轉換裝置具有呈階梯式卷繞的隔板(25)，其中，特別使卷繞的 階梯的數量與空心部件(1)的數量相對應。
42.根據權利要求41所述的熱泵，其特征在于，所述轉換裝置(24)由多個轉換裝置 部件(49、50)構成，這些轉換裝置部件特別示出為具有相同組成部分并且軸向先后接連設置。
43.根據權利要求30至40中任一項所述的熱泵，其特征在于，所述第二流體通過旋轉 閥(100)的兩個流道(44、45)分流與所述空心部件(1)的第二區域(B)連通過。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉閥，包括導入區(6b、19)，該導入區具有用于幾個流體流動的多個固定的、單獨的導入端(6c、19a)；以及導出區，該導出區具有用于流體流動的特別與所述導入端數量相等的固定的、單獨的導出端(6d、17a)；其中，在導入區(6b、19)和導出區之間設有轉換區，該轉換區具有可圍繞軸旋轉的轉換裝置(16、31、24)；其中，在轉換裝置(16)的第一位置上，多個導入端(6c、19a)與多個導出端(6d、17a)在第一配給位置上連接；并且其中，在轉換裝置(16)的第二位置上，多個導入端(6c、19a)與多個導出端(6d、17a)在第二配給位置上連接；其中，轉換裝置(16)包括多個隨著所述轉換裝置移動且流體沿著旋轉軸方向流過的開孔(16a)，在轉換裝置(16)的旋轉過程中，所述開孔與多個固定的軸向的開孔(19a)交替重合；其中，通過軸向開孔(16a、19a)的交替重合實現導入端(19a)和導出端(17a)的不同配給。
文檔編號F25B17/08GK101965489SQ200880127174
公開日2011年2月2日 申請日期2008年12月8日 優先權日2008年2月22日
發明者托馬斯·哈勒爾, 羅蘭·布爾克 申請人:貝洱兩合公司