Vortex Tubes – Mit diesen Wirbelrohren erzeugen Sie Kaltluft mit einer Temperaturdifferenz von bis zu –46 °C (-50 °F) aus Ihrer Druckluftleitung – ohne bewegliche Teile.

In 3 verschiedenen Baugrößen erhältlich.
Was ist ein Vortex Tube?
Vortex Tubes (Vortex Kühler) stellen eine kostengünstige, zuverlässige und wartungsfreie Wirbelrohr-Lösung für eine Vielzahl von industriellen Kühlproblemen dar. Sie eignen sich für die unmittelbare Kühlung von Teilen/Bauteilen, Werkstücken (Metall, Kunststoff, Holz etc.), Schweißnähte und Lötstellen, wie auch von Werkzeugen bei Zerspanung, Fräsen, Bohren oder Drehen. Unter Nutzung der gewöhnlichen Druckluft als Energiequelle erzeugen die Vortex Kühldüsen ohne bewegliche Teile zwei Luftströme, einen heißen und einen kalten. Vortex Tubes können produzieren:
- Temperaturen von -46° bis +127°C (-50° bis +260°F)
- Durchflussraten von 28 bis 4.248 l/min. (1 bis 150 SCFM)
- Kälteleistung bis zu 2.985 Watt (10.200 Btu/hr.)
Temperaturen, Durchfluss und Kälteleistung des Vortex Kühlers sind über ein verstellbares Ventil an der Heißluftseite regelbar.

Ein Vortex Tube Modell 3225 hält Kunststoff-Geschirrspülerarme während des Ultraschallschweißens kühl.
Warum EXAIR Vortex Tubes?
EXAIR Vortex Tubes sind aus Edelstahl. Die Widerstandsfähigkeit von Edelstahl gegen Verschleiß, Korrosion und Oxidation gewährleistet, dass ein EXAIR Wirbelrohr über viele Jahre zuverlässig und wartungsfrei funktioniert. Wir bieten Ihnen 3 Baugrößen mit bis zu 10 Generatoren und weiteres Zubehör wie Flexschläuche, Schalldämpfer oder Magneten. Möchten Sie die Leistungsfähigkeit unserer Exair Wirbelrohre erst kennenlernen? Dann nutzen Sie unseren Leihservice zum Testen!
Steuerung von Temperatur und Luftstrom in einem Wirbelrohr
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 mittels Druckluftkühlung 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.
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. Auf diese Weise können Sie mit der Durchflussrate und den Temperaturveränderungen experimentieren.
Wie ein Wirbelrohr (Vortex Tube) funktioniert

A) Druckluft mit normalerweise 5,5 – 7 bar (80 – 100 PSIG) wird tangential durch einen B) Generator in die Wirbelkammer getrieben. Mit bis zu 1 000 000 U/min dreht sich dieser Luftstrom zum heißen Ende C) 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 D) als Kaltluft.
Weitere Produktinformationen
Blogbeiträge
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FAQ’s
Die Generatoren bestehen generell aus Kunststoff. Die Hochtemperatur-Modelle sind als Sonderbestellung mit Generatoren aus Kupfer inklusive HT-Dichtung erhältlich.
Um den Unterschied zwischen maximaler Kälteleistung und Kühlleistung zu erklären, bietet sich eine Betrachtung des direkten Beispiels an.
Grundlegend wird in „R“- und „C“-Generatoren unterschieden, die in Wirbelrohren eingesetzt werden. Für eine bildliche Veranschaulichung des Aufbaus und der Funktionsweise eines Wirbelrohrs klicken Sie bitte hier.
Das „R“ steht hierbei für „refrigeration“, was man mit „Kühlleistung“ übersetzen kann. „R“-Generatoren werden für Temperaturen bis zu -18 °C eingesetzt. Wenn das Wirbelrohr auf eine Temperaturabsenkung von 28 °C unter der Versorgungslufttemperatur eingestellt ist, ergibt sich ein Kaltluftanteil von 80%. Das bedeutet, dass 80% der kalten Luft an das kalte Ende geleitet werden. Dadurch ergibt sich die Kombination aus Kaltluftstrom und Temperatur der kalten Luft, die bei den meisten Anwendungen die beste Leistung bringt.
Das „C“ steht hingegen für „cooling“, also Kälteleistung. „C“-Generatoren werden eingesetzt, um möglichst tiefe Temperaturen zu erreichen. Dies geht allerdings zulasten des Volumenstroms. Danach kommt diese Art von Generatoren bei der Kühlung von Teilen, Flüssigkeiten oder Gasproben auf Temperaturen unter dem Nullpunkt zum Einsatz.
Zur Auswahl der richtigen Komponenten für Ihren Anwendungsfall beraten wir Sie gern. Kontaktieren Sie uns.
Die Berechnung von Vortexkühlern ist komplex und von verschiedenen Parametern abhängig. Deshalb gibt es kein Programm zur Berechnung der notwendigen Bestückung der Vortexkühler. Die Auslegung des für Sie optimalen Wirbelrohres ermitteln wir gerne für Sie anhand der notwendigen Berechnungsfaktoren. Kontaktieren Sie uns.
Ja, man kann Wirbelrohre einstellen. Durch die direkte Änderung des Eingangsdruckes an der Düse ist dies bei allen Wirbelrohren möglich.
Bei folgenden Produkten ist die Leistung vorjustiert und kann nur über den Eingangsdruck gesteuert werden: Cold Gun, Mini-Kühler und Schaltschrankkühler.
Bei den einfachen Wirbelrohren ist eine Einstellung, zusätzlich zur Regelung über den Eingangsdruck, wie folgt möglich:
- die Anteile der Kalt- und Warmluft auf beiden Seiten des Wirbelrohres mittels des Ventils (Regelschraube) am Heißluftausgang zu regeln.
- einen anderen Generator (d.h. ein Kunststoffbauteil) einzusetzen, der für den Luftdruchfluss und somit für die Kühlleistung mitentscheidend ist.
Hinsichtlich der Einstellung finden Sie hier weitere Erläuterungen sowie in der Gebrauchsanweisung.
Schauen Sie sich auch das Anwendungsvideo zum Thema Wirbelrohr an.
Wie die Einstellung des Wirbelrohrs mittels Ventil an der Heißluftseite funktioniert, erfahren Sie hier.
Wirbelrohr Feineinstellung mit Ventil
Die Verwirbelung innerhalb einer Vortex-Düse ist ein spezieller und sensibler Vorgang. Die Einstellung am Ventil (Heißluftausgang) kann daher nur durch geduldiges Ausprobieren und Austarieren erfolgen. Wir empfehlen, bei geschlossener Ventilposition zu beginnen und das Ventil schrittweise (ca. je 1/2 Umdrehung) bis zum Erreichen ihrer eigenen optimalen Temperatur und Luftströmung am Kaltluftausgang aufzudrehen. Danach können Sie ggf. den Schalldämpfer für die Heißseite darüber verschrauben. Diese Feineinstellung des Ventils bewirkt eine Mischung der Temperaturen und Luftvolumina auf beiden Seiten der Düsen (kalt-heiß Aufteilung).
Es können Temperaturen von bis zu -46°C (-50°F) auf der Kaltluftseite und bis zu +127°C (+260°F) auf der Warmluftseite erzielt werden. Bei besten Druckluft-Parametern und Bedingungen können auch punktuell weniger als -46°C erreicht werden. Bitte beachten Sie, dass die eigene Druckluft-Temperatur als Ausgangspunkt für die Kühl-/Kälteleistung der Vortex-Düse mit entscheidend ist.
Genauso wichtig wie die Temperatur ist aber auch die Luftströmung bzw. das Luftvolumen. Hier finden Sie Temperaturdaten zur groben Orientierung. Die dortigen Temperaturwerte wurden direkt am Düsenausgang, in der Mitte gemessen.
Ja, es ist möglich mit einem niedrigeren Druck zu arbeiten. Dies geht allerdings auf Kosten der Kühl- bzw. Kälteleistung, da das Verhältnis nicht linear ist, sondern die Leistung sich stärker (exponentiell) reduziert.
Hier gelangen Sie zur Leistungsübersicht unserer 3 Wirbelrohrgrößen.
Der übliche Anwendungsbereich (grüne Bereich) liegt zwischen 5 bis 7 bar, unter Beachtung des nötigen Luftvolumens. Generell sind unsere Wirbelrohre für einen Einsatz bis zu maximal 17 bar ausgelegt.
Dies geht leider nicht. Der Grund ist folgender: Jede Druckluftdüse zum Abblasen, Trocknen bzw. Kühlen benötigt am Eingang echte Druckluft. Gleichzeitig wird am Austritt eine sogenannte „entspannte Luft“ geliefert. Auch wenn diese eine beträchtliche Luftströmung aufweist, handelt es sich bei der entspannten Luft um keine Druckluft mehr im physikalischen Sinne. Die Distanz zum Objekt der Kühlung muss vergrößert werden (größerer Konus), um die Kühlfläche bei der Verwendung von Wirbelrohren zu vergrößern. Hierdurch verringert sich die Kühlleistung. Wir empfehlen hierfür ein stärkeres bzw. größeres Wirbelrohr zu nutzen. Die Wirbelrohre bieten wir in drei Baugrößen an, die mit mehreren Generatoren (Einsätzen) bestückt werden können.
Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Wirbelrohre nebeneinander zu platzieren, um die Kühlfläche zu vergrößern.
Für die punktuelle und lokale Kühlung sind die Wirbelrohr Spot Cooler konzipiert.
Die Düse kann, aufgrund des stetigen Luftstroms, nicht wirklich komplett gefrieren. Es ist allerdings möglich, dass Teile der Düse gefrieren oder Kondenswasser entsteht. Mögliche Ursachen dafür sind:
- die Druckluft ist gar nicht oder schlecht gefiltert (zu viel Feuchtigkeit in der Druckluft),
- bei intensiven bzw. dauerhaften Kühlprozessen, wurde die Druckluft nicht extra getrocknet.
Wir empfehlen daher die Filtrierung (Wasser/Öl) mit 25 μ oder feiner, ggf. die Trocknung der Druckluft mit Kältetrocknern bzw. Adsorptionstrocknern, die einen niedrigeren Taupunkt aufweisen, d.h. sehr trockene Luft liefern.