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Umlaufender Regenerativ-Wärmeaustauscher Bei umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauschern
läuft ein Rotor, der aus einem zylindrischen Wärmeübertragungsmittel (Matrize) besteht,
in einem Gehäuse um, durch welches sowohl heiße Abgase als auch verdichtete Verbrennungsluft
durchtreten. Die Wege bzw. Kanäle, durch welche das Gas und die Luft hindurchtreten,
sind voneinander durch in Umfangsrichtung des Rotors verlaufende Dichtungen und
durch radiale Dichtungen getrennt, welche an den Endkanten radialer Zwischenwände
anliegen, die den Rotor in eine Reihe von sektorförmigen Abschnitten unterteilen.
Die heißen Gase geben bei ihrem Durchtritt durch den Rotor ihre Wärme an das Wärmeübertragungsmittel
bzw. die Matrize in dem jeweiligen Teil des Rotors ab, so daß bei der Drehung des
Rotors das heiße Wärmeübertragungsmittel bzw. die Matrize zur kalten Seite gebracht
wird, an welcher die Wärme an die durchströmende kalte Luft abgegeben wird.
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Bei einem solchen Regenerativ-Wärmeaustauscher kann die Länge des
Strömungsweges durch die Wärme aufnehmende Matrize klein sein, jedoch ist das Wärmegefälle
beträchtlich, wodurch die Strömungseintritts-und die Strömungsaustrittsseite der
Matrize häufig einem starken Wärmeverzug ausgesetzt sind. Hierdurch ergeben sich
starke Verwerfungen, so daß die Matrize nicht mehr zylindrisch ist und eine Dichtung
unter Umständen nicht mehr gewährleistet ist.
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Bei einer bekannten Ausführung eines Regenerativ-Wärmeaustauschers
enthält derRotorverhältnismäßig starke Zwischenwände aus nicht verformbarem Material.
Um eine geringe Ausdehnung der an sich festen Zwischenwände zu ermöglichen, sind
am Umfang des Rotors Schlitze vorgesehen. Bei einer solch starken Ausbildung der
Zwischenwände aus nicht verformbarem Material besteht jedoch eine erhebliche Gefahr,
daß sich der Rotor verzieht und somit eine wirksame Dichtung nicht mehr vorhanden
ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauscher
der genannten Art mit einem zylindrischen Rotor aus einer Wärme aufnehmenden, aus
übereinanderliegenden, durchbrochenen Elementen bestehenden Matrize, die durch radiale
Zwischenwände in sektorförmige Abschnitte unterteilt ist, wobei sich die Zwischenwände
in Umfangsrichtung im wesentlichen senkrecht zu den übereinanderliegenden Elementen
erstrecken. Erfindungsgemäß bestehen die radialen Zwischenwände aus einer Masse
aus verformbarem Material, wobei vorzugsweise die Zwischenwände aus Einzelelementen
zusammengesetzt sind. Die Einzelelemente können aus übereinanderliegenden Streifen
bestehen, die in die durchbrochenen Elemente eingebettet sind; insbesondere weisen
die Einzelelemente aneinanderstoßende Wülste auf, die in die durchbrochenen Elemente
eingebettet sind.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Zwischenwände hat den Vorteil,
daß die Gefahr eines Verziehens infolge von Temperaturunterschieden praktisch nicht
besteht, so daß der Rotor seine im wesentlichen zylindrische Form stets beibehalten
kann. Selbst bei einer Verformung des Rotors überträgt sich diese Verformung infolge
der nachgiebigen Zwischenwände nicht auf die Dichtungsflächen, so daß eine Dichtung
in jedem Falle gewährleistet ist.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer gewickelten Siebmatrize in Trommelform
mit einer Kunststoffzwischenwand und Fig. 2 schematisch eine Darstellung einer scheibenförmigen
Matrize aus aufeinandergeschichteten kreisförmigen Sieben mit einer Kunststoffzwischenwand.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung bei einer Matrize
für einen trommelförmigen, umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauscher. Die Matrize
ist aus einer Anzahl Sieb- oder gelochter Blechlagen zusammengesetzt, welche fortlaufend
aus einem länglichen Streifen so gewickelt sind, daß sich eine ringförmige Trommel
ergibt, durch welche heiße und kalte Strömungsmedien radial gerichtet werden. Die
Siebtrommel 10 von ringförmigem Querschnitt ist mit einer Reihe von in Umfangsrichtung
in Abstand voneinander befindlichen radialen Zwischenwänden versehen,
die
sich von der Innenwand der Trommel zu deren Außenwand erstrecken und die Trommel
in sektorförmige Abschnitte 14 unterteilen. Die Abschnitte 14 ermöglichen eine radiale
Strömung des Strömungsmediums, wobei die Zwischenwände 12 eine Strömung in Umfangsrichtung
zwischen benachbarten Abschnitten verhindern.
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Da die Siebtrommel nicht unterbrochen ist, um eine Wärmeausdehnung
ohne die beschränkende Wirkung fester Kammerwände zu ermöglichen, bestehen die Zwischenwände
aus einer plastischen oder elastischen Masse, welche die erforderlichen physikalischen
Eigenschaften hat, um der Temperatur und dem Druck des Gases und der Luft, die durch
den Rotor hindurchgeleitet werden, zu widerstehen. Die Zwischenwände können in der
Weise hergestellt werden, daß die Masse beim Wickeln der Matrize auf das Sieb aufgebracht
wird. Aufeinanderfolgende Streifen der Masse werden quer zum Sieb in radialer Ausfiuchtung
mit ähnlichen Streifen auf der jeweils unmittelbar darunterliegenden Lage der gewickelten
Matrize aufgebracht, bis eine für eine Matrize der gewünschten Kapazität ausreichende
Anzahl von Sieblagen v crhanden ist.
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Die radial angeordneten Streifen aus der plastischen, die Zwischenwände
bildenden Masse können durch Strangpressen, beispielsweise mittels Preßpistolen
od. dgl., aufgebracht werden, wie sie für Dichtungsmassen verwendet werden. Für
die unteren Temperaturbereiche kann beispielsweise eine Dichtungsmasse oder gewöhnlicher
Kitt verwendet werden, während für höhere Temperaturen beispielsweise Silikonverbindungen
oder nachgiebiges keramisches :Material geeignet ist.
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Gegebenenfalls kann ein bandförmiges Material aus geeigneten plastischen
oder elastischen Massen verwendet werden. In diesem Falle werden die radialen Streifen
in bestimmten Abständen eingesetzt, so daß beim Aufwickeln zusätzlicher Sieblagen
auf die zylindrische Matrize die radialen Streifen zusammen eine Reihe von Zwischenwänden
bilden, die zu den gewickelten Sieblagen im wesentlichen senkrecht sind. In ähnlicher
Weise kann eine radiale Raupe oder Perlenleiste aus plastischem Metall, wie Kupferlötmaterial,
in Querrichtung an bestimmten Stellen so aufgebracht «,erden. daß sie sich mit ähnlichen
übereinanderliegenden Raupen od. dgl. verbindet und damit eine zusammengesetzte
radiale Zwischenwand der gewünschten Art entsteht. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform
einer plastischen Zwischenwand in Anwendung auf einen scheibenförmigen Rotor für
einen Regenerativ-Wärmeaustauscher. In diesem Falle ist eine Anzahl von scheibenförmigen
Sieben 18 mit einer Mittelöffnung für eine Welle 20 übereinander gelagert, so daß
sie eine Matrize mit den gewünschten Abmessungen bilden. Beim Zusammenbauen der
Siebe werden die radialen Streifen aus plastischer Masse unter Anwendung eines der
bekannten Verfahren zwischengelegt, so daß eine plastische Zwischenwand mit den
gewünschten Eigenschaften entsteht.
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Hierbei ist zu erwähnen, daß die Art des für die Matrize verwendeten
perforierten Materials und das Verfahren zu seiner Aufbringung in Anpassung an den
beabsichtigten Gebrauch verändert werden können. Ferner können innerhalb des Rahmens
der Erfindung verschiedene Abänderungen vorgesehen werden.