Eputec Drucklufttechnik
 
   
 
 
 

Wirbelrohr – Vortex Tube

Vortex Tube

Vortex Tubes
(Wirbelrohre)

Kaltluft mit einer Temperaturdifferenz von bis zu – 46°C (-50°F) aus Ihrer Druckluftleitung – ohne bewegliche Teile


Cool product during ultrasonic welding

Ein Vortex Tube Modell 3225 hält
Kunststoff-Geschirrspülerarme
während des Ultraschallschweißens kühl.

Was ist ein Vortex Tube?

Eine kostengünstige, zuverlässige und wartungsfreie Lösung für eine Vielzahl von industriellen Kühlproblemen. Unter Nutzung der gewöhnlichen Druckluft als Energiequelle erzeugt ein Vortex Tube ohne bewegliche Teile zwei Luftströme, einen heißen und einen kalten. Vortex Tubes können produzieren:

  • Temperaturen von -50° bis +260°F (-46° - +127°C)
  • Durchflussraten von 1 bis 150 SCFM (28 bis 4.248 l/min.)
  • Kälteleistung bis zu 10,200 Btu/hr. (2.571 Kcal/h)

Temperaturen, Durchfluss und Kälteleistung sind über ein verstellbares Ventil an der
Heißluftseite regelbar.


Warum EXAIR Vortex Tubes?

EXAIR Vortex Tubes sind aus Edelstahl. Die Widerstandsfãhigkeit von Edelstahl gegen Verschleiÿ, Korrosion und Oxidation gewãhrleisten, dass das EXAIR Vortex Tube ãber viele Jahre zuverlãssig und wartungsfrei funktioniert.

Cool medical tube die

Spezielle Hochtemperatur-Vortex Tubes
kühlen ein Boroskop-Objektiv beim
Einführen in die Luke eines 650°C (1200°F)
heißen Kessels.

Cool cutting knives in pelletizer

(4) Vortex Tubes, Modell 3215, kühlen
eine Pressform an einer Maschine zur
Herstellung von medizinischen Schluchen.

Cool medical tube die

Ein Vortex Tube Modell 3215 kühlt eine
Pressform an einer Maschine zur
Herstellung von medizinischen
Schluchen.


Anwendungen

  • Kühlen elektronischer
    Überwachungseinheiten
  • Kühlen von
    Oberflächenbehandlungen
  • Kühlen von
    Fernsehüberwachungskameras
  • Abkühlen von
    Schmelzklebestoffen
  • Abkühlen verlöteter Teile
  • Abkühlen von Gasproben
  • Kühlen elektronischer
    Komponenten
  • Abkühlen von heißen
    Verschlüssen
  • Kühlen von Klimakammern

Vorteile

  • Keine beweglichen Teile
  • Kein Einsatz von Elektrizität
    oder Chemie
  • Kleine Größe, geringes
    Gewicht
  • Niedrige Kosten
  • Wartungsfrei
  • Sofortige Kaltluft
  • Verschleißfrei – Edelstahl
  • Anpassbare Temperatureinstellung
  • Austauschbare Generatoren
1/4 ton of refrigeration in your hand

1/4 Tonne Kühlung in Ihrer Hand!


Druckluft mit normalerweise 5,5 - 7 bar (80 - 100 PSIG) wird tangential durch einen Generator in die Wirbelkammer getrieben. Mit bis zu 1 000 000 U/min dreht sich dieser Luftstrom zum heißen Ende hin, wo einiges davon durch das Steuerventil entweicht. Die verbleibende, sich noch drehende Luft wird durch das Zentrum dieses äußeren Wirbels zurückgezwungen. Der innere Strom gibt kinetische Energie in Form von Hitze an den äußeren Strom ab und verlässt das Wirbelrohr als Kaltluft. Der äußere Strom tritt am anderen Ende als Heißluft aus. Es folgt eine detaillierte Diskussion der Geschichte des Wirbelrohrs.


Steuerung von Temperatur und Luftstrom in einem Wirbelrohr

Vortex Tube Assembly Diagram

Kaltluftstrom und Temperatur können leicht durch das mit einem Schlitz versehene Ventil am Heißluftausgang gesteuert werden. Öffnen des Ventils reduziert den Kaltluftstrom und die Temperatur der kalten Luft. Schließen des Ventils steigert den Kaltluftstrom und die Temperatur der kalten Luft. Der Prozentsatz an Luft, der aus dem kalten Ende des Wirbelrohres strömt, wird „Kaltluftanteil“ genannt. – Bei den meisten Anwendungen produziert ein Kaltluftanteil von 80% eine Kombination aus Luftstrom und Temperaturreduzierung, welche das Abkühlungsergebnis, das mit einem Wirbelrohr erzielt werden kann, maximiert. Während ein niedriger Kaltluftanteil (von unter 50%) zwar die niedrigsten Temperaturen erzeugt geht dies aber zu Lasten des Kaltluftstroms, der sich dadurch reduziert.

Die meisten industriellen Anwendungen, d.h. Kühlen während der Verarbeitung, Kühlen von Teilen, Kühlen von Kammern, erfordern die maximale Temperaturreduzierung und nutzen hierfür die Wirbelrohr Serie 3200. Für gewisse „Tieftemperatur“ – Anwendungen, z.B. Kühlen von Laborproben, Testen von Schaltkreisen, eignet sich am Besten die Wirbelrohr Serie 3400.

Das Einstellen eines Wirbelrohres ist leicht. Einfach ein Temperaturmessgerät in den Kaltluftstrom halten und die gewünschte Temperatur mittels des Ventils am heißen Ende einstellen. Die maximale Abkühlung
(80% Kaltluftanteil) wird erreicht, wenn die Kaltlufttemperatur 28°C (50°F) unter der Drucklufttemperatur liegt.

Abmessungen

Kleines Wirbelrohr - Abmessungen

Small Vortex Tube Dimensions

Kleines Wirbelrohr mit Schalldämpfer - Abmessungen

Small Vortex Tube with muffler Dimensions

Mittleres Wirbelrohr - Abmessungen

Medium Vortex Tube Dimensions

Mittleres Wirbelrohr mit Schalldämpfer -Abmessungen

Medium Vortex Tube with muffler Dimensions

Großes Wirbelrohr - Abmessungen

Large Vortex Tube Dimensions

Großes Wirbelrohr mit Schalldämpfer - Abmessungen

Large Vortex Tube with muffler Dimensions

 


Welches Wirbelrohr ist das Richtige?

EXAIR Wirbelrohre gibt es in 3 Größen. Jede Größe kann einen bestimmten Luftdurchfluss erzeugen, der durch ein kleines, eingesetztes Teil, das man Generator nennt, bestimmt wird. Wenn die Kcal/h (Btu/h), oder Durchfluss bzw. Temperaturerfordernisse bekannt sind, dann wählen Sie bitte das entsprechende Wirbelrohr gemäß der nachfolgenden Spezifikations-, bzw. Leistungstabellen. Bitte beachten Sie, dass die Wirbelrohrgeneratoren austauschbar sind. Wenn beispielsweise ein Wirbelrohr 3215 nicht genügend Kühlung liefert, dann brauchen Sie lediglich die Generatoren innerhalb des Wirbelrohres tauschen, um die Durchflussrate von 425 auf 708, 850 oder 1133 l/min (15 auf 25, 30 oder 40 SCFM) zu erhöhen.

3200 Serie Vortex Tube - Technische Daten
Die 3400 Serie Vortex Tubes liefert die niedrigsten Temperaturen, was aber zu Lasten des Luftvolumenstroms geht (wenn weniger als 50% Kaltluftanteil genutzt wird). Die 3400 Serie Vortex Tubes ist am besten geeignet, wenn Temperaturen unter 0°F (-18°C) gefordert sind.
Modell SCFM* l/min* Btu/hr.** Kcal/hr.** Größe
3202 2 57 135 34 klein
3204 4 113 275 69 klein
3208 8 227 550 139 klein
3210 10 283 650 164 mittel
3215 15 425 1000 252 mittel
3225 25 708 1700 428 mittel
3230 30 850 2000 504 mittel
3240 40 1133 2800 706 mittel
3250 50 1416 3400 857 groß
3275 75 2124 5100 1285 groß
3298 100 2832 6800 1714 groß
3299 150 4248 10,200 2570 groß
* SCFM (l/min) bei 100 PSIG (6.9 Bar) Eingangsdruck
** Btu/hr. (Kcal/h) Kühlleistung bei 100 PSIG (6,9 Bar)
3400 Serie Vortex Tube – Technische Daten
Die 3400 Serie Vortex Tubes liefert die niedrigsten Temperaturen, was aber zu Lasten des Luftvolumen-stroms geht (wenn weniger als 50% Kaltluftanteil genutzt wird). Die 3400 Serie Vortex Tubes ist am besten geeignet, wenn Temperaturen unter 0°F (-18°C) gefordert sind.
Modell SCFM* l/min* Btu/hr.** Kcal/hr.** Größe
3402 2 57 -------- -------- klein
3404 4 113 -------- -------- klein
3408 8 227 -------- -------- klein
3410 10 283 -------- -------- mittel
3415 15 425 -------- -------- mittel
3425 25 708 -------- -------- mittel
3430 30 850 -------- -------- mittel
3440 40 1133 -------- -------- mittel
3450 50 1416 -------- -------- groß
3475 75 2124 -------- -------- groß
3498 100 2834 -------- -------- groß
3499 150 4248 -------- -------- groß
* SCFM (l/min) bei 100 PSIG (6,9 Bar) Eingangsdruck ** Nicht anwendbar; 3400 Serie Vortex Tubes wird in der Regel nicht bei klimatechnischen Anwendungen eingesetzt.
Temperaturveränderung erzeugt durch Vortex Tubes
Druckluft-
versorgung
Veränderung der Temperatur (Temp.) Kaltluftanteil in %
PSIG   20 30 40 50 60 70 80
20 Senkung °F 62 60 56 51 44 36 28
Erhöhung °F 15 25 36 50 64 83 107
40 Senkung °F 88 85 80 73 63 52 38
Erhöhung °F 21 35 52 71 92 117 147
60 Senkung °F 104 100 93 84 73 60 46
Erhöhung °F 24 40 59 80 104 132 166
80 Senkung °F 115 110 102 92 80 66 50
Erhöhung °F 25 43 63 86 113 143 180
100 Senkung °F 123 118 110 100 86 71 54
Erhöhung °F 26 45 67 90 119 151 191
120 Senkung °F 129 124 116 104 91 74 55
Erhöhung °F 26 46 69 94 123 156 195
Temperaturveränderung erzeugt durch Vortex Tubes (metrisch)
Druckluft-
versorgung
Veränderung
Temperatur (Temp,)
Kaltluftanteil %
BAR   20 30 40 50 60 70 80
1,4 Senkung °C 34,4 33,3 31,1 28,3 24,4 20 15,6
Erhöhung °C 8,3 13,9 20 28,3 35,6 46,1 59,4
2 Senkung °C 40,9 39,6 37,1 33,8 29,2 24 18,1
Erhöhung °C 9,8 16,4 24 33,3 42,6 54,6 69,5
3 Senkung °C 50,4 48,7 45,7 41,6 36 29,7 21,9
Erhöhung °C 12 19,9 29,6 40,3 52,3 66,5 83,5
4 Senkung °C 56,9 54,7 50,9 46,1 40 32,9 25,1
Erhöhung °C 13,2 21,9 32,4 43,9 57,1 72,5 91,2
5 Senkung °C 61,6 59 54,8 49,4 43 35,4 26,9
Erhöhung °C 13,7 23,3 34,2 46,5 60,9 77,2 97,1
6 Senkung °C 65,4 62,7 58,2 52,7 45,6 37,6 28,6
Erhöhung °C 14,1 24,3 35,8 48,6 63,9 81 102,1
7 Senkung °C 68,6 65,8 61,4 55,7 48 39,6 30
Erhöhung °C 14,4 25,1 37,3 50,2 66,3 84,2 106,3
8 Senkung °C 71,1 68,2 63,8 57,3 50 40,8 30,4
Erhöhung °C 14,4 25,4 38,1 51,8 67,9 86,1 107,9
EXAIR Cooling Kits (Kühlsystem)
EXAIR Cooling Kits enthalten ein Vortex Tube, alle Generatoren, Kaltenden-Schalldämpfer, Schlauchkit. Passende Druckluftfilter auf Anfrage bei uns erhältlich.
Modell
Beschreibung
3908J
EXAIR Cooling Kit bis 229 l/min,  550 Btu/hr. (139 Kcal/h), kleine Baureihe
3930J
Cooling Kit bis 1133 l/min, 2800 Btu/hr. (706 Kcal/h), mittlere Baureihe
3998J
Cooling Kit bis 4248 l/min, 10,200 Btu/hr. (2570 Kcal/h), große Baureihe

Andere Faktoren

Gegendruck
Die Leistung eines Wirbelrohres schwindet bei Gegendruck am Kaltluftende. Niedriger Gegendruck bis zu
0,1 BAR (2 PSIG), verändert die Leistung nicht. 0,3 BAR (5 PSIG) verändern die erzielbare Leistung um 2,8°C (5°F).

Filtrierung
Die Verwendung von sauberer Luft ist sehr wichtig, eine Filtrierung mit 25 Micronen oder weniger wird empfohlen. EXAIR Luftfilter beinhalten ein 5 Micronen Element und sind optimal für den Luftdurchfluss dimensioniert.

Eingangsdrucklufttemperatur
Das Wirbelrohr erzeugt eine Temperaturdifferenz in Abhängigkeit zur Temperatur der einfließenden Luft (siehe Leistungstabellen). Veränderte Eingangstemperatur wird eine entsprechend veränderte Kaltlufttemperatur erzeugen.

Schalldämmung
EXAIR bietet Schalldämpfer sowohl für das heiße, wie kalte Luftaustrittsende des Wirbelrohres an. Normalerweise ist eine Schalldämpfung nicht erforderlich, wenn die Kaltluft kanalisiert wird.

Luftdruck
Das beste Ergebnis erzielen Sie mit einem Luftdruck von 5,5 bis 7,6 BAR (80 bis 110 PSIG). Maximaler Luftdruck ist 17,2 BAR (250 PSIG), Minimum 1,4 BAR (20 PSIG).

Falls Sie bzgl. Ihrer Durchfluss- und Temperaturanforderungen unsicher sind, empfehlen wir Ihnen, ein EXAIR Cooling Kit (Kühlset) zu kaufen. Es beinhaltet ein Vortex Tube, Kaltendenschalldämpfer, alle Generatoren und optional einen Druckluftfilter. Somit kännen Sie mit der kompletten Bandbreite and Durchflässen und Temperaturveränderungen experimentieren.


Modelle

BSP -Gewinde erhältlich - bitte wenden Sie sich an uns

EXAIR Vortex Tubes
Modell
Beschreibung
3202
Vortex Tube klein, 2 SCFM (57 l/min), für max. Kühlleistung,
135 Btu/hr. (34 Kcal/h)
3204
Vortex Tube klein, 4 SCFM (113 l/min), für max. Kühlleistung,
275 Btu/hr. (69 Kcal/h)
3208
Vortex Tube klein, 8 SCFM (227 l/min), für max. Kühlleistung,
550 Btu/hr. (139 Kcal/h)
3210
Vortex Tube mittel, 10 SCFM (283 l/min), für max. Kühlleistung,
650 Btu/hr.(164 Kcal/h)
3215
Vortex Tube mittel, 15 SCFM (425 l/min), für max. Kühlleistung,
1000 Btu/hr.(252 Kcal/h)
3225
Vortex Tube mittel, 25 SCFM (708 l/min), für max. Kühlleistung,
1700 Btu/hr.(428 Kcal/h)
3230
Vortex Tube mittel, 30 SCFM (850 l/min), für max. Kühlleistung,
2000 Btu/hr. (504 Kcal/h)
3240
Vortex Tube mittel, 40 SCFM (1133 l/min), für max. Kühlleistung,
2800 Btu/hr. (706 Kcal/h)
3250
Vortex Tube groß, 50 SCFM (1416 l/min), für max. Kühlleistung,
3400 Btu/hr. (857 Kcal/h)
3275
Vortex Tube groß, 75 SCFM (2124 l/min), für max. Kühlleistung,
5100 Btu/hr. (1285 Kcal/h)
3298
Vortex Tube groß, 100 SCFM (2832 l/min), für max. Kühlleistung,
6800 Btu/hr. (1714 Kcal/h)
3299
Vortex Tube groß, 150 SCFM (4248 l/min), für max. Kühlleistung,
10,200 Btu/hr. (2570 Kcal/h)
3402
Vortex Tube klein, 2 SCFM (57 l/min), für max. Kälteleistung
3404
Vortex Tube klein, 4 SCFM (113 l/min), für max. Kälteleistung
3408
Vortex Tube klein, 8 SCFM (227 l/min), für max. Kälteleistung
3410
Vortex Tube mittel, 10 SCFM (283 l/min), für max. Kälteleistung
3415
Vortex Tube mittel, 15 SCFM (425 l/min), für max. Kälteleistung
3425
Vortex Tube mittel, 25 SCFM (708 l/min), für max. Kälteleistung
3430
Vortex Tube mittel, 30 SCFM (850 l/min), für max. Kälteleistung
3440
Vortex Tube mittel, 40 SCFM (1133 l/min), für max. Kälteleistung
3450
Vortex Tube groß, 50 SCFM (1416 l/min), für max. Kälteleistung
3475
Vortex Tube groß, 75 SCFM (2124 l/min), für max. Kälteleistung
3498
Vortex Tube groß, 100 SCFM (2832 l/min), für max. Kälteleistung
3499
Vortex Tube groß, 150 SCFM (4248 l/min), für max. Kälteleistung

Zubehör

Zubehör und Komponenten
Modell
Beschreibung
3905
Kaltenden-Schalldämpfer für 2- 8 SCFM (57-227 l/min) Vortex Tube, kleine Baureihe
3901
Kaltenden-Schalldämpfer für 10-40 SCFM (283-1133 l/min) Vortex Tube, mittlere Baureihe
3906
Kaltenden-Schalldämpfer für 50-150 SCFM (1416-4248 l/min) Vortex Tube, große Baureihe
3903
Heißenden-Schalldämpfer für 2-40 SCFM (57-1133 l/min) Vortex Tube, kleine/mittlere Baureihe
3907
Heißenden-Schalldämpfer für 50-150 SCFM (1416-4248 l/min) Vortex Tube, große Baureihe
3909
Generator Kit für 2-8 SCFM (57-227 l/min) Vortex Tube, kleine Baureihe
3902
Generator Kit für 10-40 SCFM (283-1133 l/min) Vortex Tube, mittlere Baureihe
3910
Generator Kit für 50-150 SCFM (1416-4248 l/min) Vortex Tube, große Baureihe
Generator Kits, die mit einem Vortex Tube bestellt werden, beinhalten alle Generatoren des entsprechenden Vortex Tubes, um die volle Bandbreite an Luftdurchfluss- und somit Temperaturveränderungen austesten zu können.
Generator einzeln—Angabe von SCFM bzw. l/min, Typ ("R" für max. Kühlleistung oder "C" für max. Kälteleistung). Beispiel: 15-R = 15 SCFM Generator (425 l/min) für max. Kühlleistung 50-C = 50 SCFM Generator (1416 l/min) für max. Kälteleistung
9001
Druckluftfilter mit automatischem Kondensatablass 3/8 NPT, 65 SCFM (1841 l/min.)
9032
Druckluftfilter mit automatischem Kondensatablass, 1/2 NPT, 90 SCFM (2548 l/min.)
9002
Druckluftfilter mit automatischem Kondensatablass, 3/4 NPT, 220 SCFM (6230 l/min.)
9005
Entöler, 3/8 NPT, 15-37 SCFM (425-1048 l/min.)
9006
Entöler, 3/4 NPT, 50-150 SCFM (1415-4248 l/min.)
9015
Magnetventil und Thermostat Kit
Anmerkung:
Durchflussrate (SCFM bzw. l/min) bei 100 PSIG (6.9 BAR) Eingangsdruck. Bei anderen Drücken verändert sich die Durchflussrate proportional zum tatsächlichen Eingangsdruck.




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