AT243409B - Rekuperativer Wärmeaustauscher für gasförmige Mittel - Google Patents

Description

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    . Rekuperativer   Wärmeaustauscher für gasförmige Mittel 
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für gasförmige Mittel, insbesondere für das Erwärmen von Luft mit Hilfe von Rauchgasen, der aus einem Gehäuse und einem in diesem auf einer Drehwelle befestigten, Durchströmkanäle für jedes der beiden axial einströmenden gasförmigen Mittel bildenden Rotor besteht. Der Wärmeaustausch erfolgt durch die Wände der Durchströmkanäle hindurch. 



   Die Erfindung zielt darauf ab, den Wärmeaustauschkoeffizienten durch Vergrösserung der Gasgeschwindigkeiten zu erhöhen, u. zw. derart, dass diese Geschwindigkeiten am Umfang des Rotors infolge der Vergrösserung des Raumes im Vergleich zum Raum neben der Drehwelle nicht verringert werden. Dabei soll der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher gleichzeitig auch als ein intensiv wirkender Ventilator sowohl für die Luft, wie auch für die Rauchgase dienen. 



   Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, durch besondere Gestaltung des Wärmeaustauschers die Ablagerung von Russ und Flugasche zu vermeiden. 



   Diese Zwecke werden erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die die Luft führenden Kanäle von radial sich erstreckenden Rohren gebildet sind, die das Innere einer sich mit der Rotorwelle koaxial mitdrehenden, Lufteinlässe aufweisenden Trommel mit ebenfalls sich mit der Rotorwelle mitdrehenden, parallel zu dieser Welle angeordneten Rohren verbinden. 



   Diese letztgenannten Rohre sind einerseits zwischen zwei mit der Trommel verbundenen Scheiben derart angeordnet, dass die geförderte Luft durch die Scheiben hindurch in seitliche Kammern austreten kann, und anderseits im Querschnitt so ausgebildet, dass sie die in den Raum zwischen den rotierenden Scheiben eingebrachten Rauchgase ventilatorflügelartig im Zusammenwirken mit dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse zum Rauchgasaustritt fördern. 



   Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers ist in der Zeichnung dargestellt. 



  Fig. 1 zeigt einen auf die Welle senkrechten Schnitt bzw. eine Teilansicht, und Fig. 2 einen Axialschnitt des Wärmeaustauschers. 



   In der Zeichnung ist mit 1 das Maschinenfundament bezeichnet, welches auch den zum Antrieb des Wärmeaustauschers dienenden Elektromotor 2 trägt. Das Maschinenfundament 1 ist über einem Betonschacht 3 aufgestellt, welcher das unterhalb der Drehwelle 8 befindliche Gehäuse 4 aufnimmt. Der Elektromotor 2 dreht mittels einer elastischen Wellenkupplung 5 die auf den Wälzlagern 6 und 7 abgestützte Welle 8, auf der mittels von mit Speichen versehenen Hülsen 9 eine Blechtrommel 10 befestigt ist, in welche radiale, wärmeaustauschende Rohre 11 stufenartig und in gleichmässiger Verteilung eingesetzt sind. Die Rohre 11 haben einen strömungsgünstigen Querschnitt und sind an die axial gerichteten Rohre 12 angeschlossen, welche in seitlichen Blechscheiben 13 und 14 befestigt sind. 



   Die Blechscheiben 13 und 14 sind an auf der Trommel 10 befestigten Ringen 16 angeschraubt, sie drehen sich also in der in Fig. 1 mit einem Pfeil bezeichneten Richtung zusammen mit der Welle 8, der Trommel 10 und dem Rohrsystem. Der rechte Ring 16 ist für den Durchtritt der Rauchgase mit Ausschnitten versehen (vgl. die gestrichelten Pfeile in Fig. 2). 



   Die sich drehenden Blechscheiben 13 und 14 teilen den Innenraum des Wärmeaustauschers mittels 

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 der ortsfesten Blechring 17 und 18 in drei Abteile. In den beiden äusseren schmäleren Abteilen befindet sich die erhitzte Luft, im mittleren Raum befinden sich die Rauchgase. 



   Zwischen den Blechscheiben 13 und 14 und den Blechkreisringen 17 und 18 sind Luftspalte, bzw. irgendeine Dichtung vorgesehen. Wenn man Luftspalte anordnet, muss der Druck der Rauchgase und der Luft einreguliert werden. Zu diesem Zwecke dienen eine im Einführstutzen 19 der Rauchgasseite angeordnete Drosselklappe   2U   und eine im Rauchgasabführstutzen 21 montierte Drosselklappe 22. 



  An der Luftseite wird im Abführstutzen 23 eine Drosselklappe 24 angeordnet. 



   Die an beiden Enden der Blechtrommel 10 stattfindende Lufteinströmung braucht im allgemeinen nicht reguliert zu werden. 



   Die drei vom Gehäuse 4 umschlossenen Räume werden mittels der Rohre 25 mit Glasmanometern verbunden, um die bestehenden Druckdifferenzen anzuzeigen. Der   Flugaschensammlerstutzen   30 kann mit einem Schubriegel 31 geöffnet und verschlossen werden. Die richtige Verteilung der aus den 
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 angeschlossenen, radial gerichteten Luftröhrender Rohre 12   kann mit Staubleehen gesichert werden.   



     Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet folgendermassen : Der Elektromotor   2 versetzt mittels der elastischen Wellenkupplung 5 den Rotor in Drehung. Die sich drehenden wärmeaustauschenden Rohre bzw. Kanäle 11 und 12 üben auf die in ihrer Umgebung befindlichen Rauchgase eine ventilatorartige Wirkung aus. 



     Das Ansaugen der Rauchgase geschieht nämlich in der Umgebung der Trommel   10 durch den Saugstutzen 19, das Abführen aber durch den Rauchgasabführstutzen 21. Die Teilchen des Rauchgases bestreichen mit grosser Geschwindigkeit die Wände der wärmeaustauschenden Rohre 11 und 12, so dass ein günstiger Wärmeaustausch durch die Wände hindurch erfolgt. 



   Im Inneren des Rotors geschieht dem Wesen nach dasselbe. Jedes Rohr des sich rasch drehenden Rotors saugt in der Richtung der Öffnungen frische Luft an, wobei die Luft bei ihrer Strömung entlang der Rohrwand eine rasche und wirbelnde Bewegung ausführt, wodurch sich der Wärmeübergang stark vergrössert. 



   Die Luft strömt den Verhältnissen entsprechend angewärmt in die seitlichen Räume des Gehäuses, von wo sie durch den Abführstutzen 23 austritt. Die auf beiden Seiten der Rohrwände stattfindenden Strö- 
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 beträgt, sich auf 60   kcal/m20C   h und noch mehr erhöht. Wenn man noch in Betracht zieht, dass die Vorrichtung stets mit sauberen Oberflächen arbeitet, weil die Zentrifugalkraft den Russ und die Flugasche von den wärmeübertragenden Oberflächen entfernt, und weiterhin keine separaten Ventilatoren nötig sind, so ist es klar, dass die ersparte Wärmemenge mit viel kleinerem'Aufwand erhalten wird als bisher. 



   Die gefärbten Flüssigkeitssäulen der sich an die Rohre 25 anschliessenden Manometer zeigen die Druckdifferenzen zwischen den Frischlufträumen und den Rauchgasenräumen an. Wenn die erzeugte warme Luft unmittelbar zur Heizung von Werkstätten, Büroräumen oder Wohnungen benutzt wird, sind die Drosselklappen - wie das in der Zeichnung dargestellt ist-so einzustellen, dass auf der Frischluftseite ein um einige Millimeter Wassersäule höherer Druck herrscht, damit kein Rauchgas in die Frischluft übergehen kann. 



   Wenn die Frischluft dagegen zu industriellen Zwecken, z. B. bei Ofen oder Kesseln als Unterwind benutzt wird, kann die Regulierung so eingestellt werden, dass der Druck auf beiden Seiten gleich ist. 



   Die Rohre 12 sind im übrigen derart ausgebildet, dass die sich zwischen ihnen bildenden Kanäle einen sich nicht ändernden Querschnitt aufweisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Rekuperativer Wärmeaustauscher für gasförmige Mittel, insbesondere für das Erwärmen von Luft mit Hilfe von Rauchgasen, der aus einem Gehäuse und einem in diesem auf einer Drehwelle befestigten, Durchströmkanäle für jedes der beiden axial einströmenden gasförmigen Mittel bildenden Rotor besteht, wobei der Wärmeaustausch durch die Wände der Durchströmkanäle hindurch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die die Luft führenden Kanäle von radial sich erstreckenden Rohren (11) gebildet sind, die das Innere einer sich mit der Rotorwelle (8) koaxial mitdrehenden, Lufteinlässe aufweisenden Trommel (10) mit ebenfalls sich mit der Rotorwelle mitdrehenden, parallel zu dieser Welle angeordneten Rohren (12) verbinden, die einerseits zwischen zwei mit der Trommel verbundenen Scheiben (13,14) derart angeordnet sind,

   dass die geförderte Luft durch die Scheiben hindurch in seitliche Kammern austreten kann, und anderseits im Querschnitt so ausgebildet sind, dass sie die in den Raum zwischen den ro- <Desc/Clms Page number 3> tierenden Scheiben eingebrachten Rauchgase ventilatorflügelartig im Zusammenwirken mit dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse zum Rauchgasaustritt fördern.