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Umlaufender Regenerativ-Luftvorwärmer mit verstellbaren Abdichtplatten
Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Regenerativ-Luftvorwärmer und richtet
sich auf eine Verbesserung der Abdichtung zwischen den beiden die wärmetauschenden
Medien führenden Kanälen. Diese Abdichtung erfolgt in der Regel mit Hilfe von Platten,
die am Stator abgedichtet gehaltert sind und die der Rotoroberfläche in möglichst
geringem Abstand gegenüberstehen. Je näher die Platten dem Rotor kommen, j e schmaler
also der Luftspalt ist, um so geringer ist der unerwünschte Ausgleich zwischen den
beiden Medien, die in der Regel Druckunterschiede aufweisen. Andererseits aber besteht
bei zu großer Annäherung die Gefahr, daß die Abdichtplatten auf der Rotoroberfläche
schleifen oder sich gar verklemmen und dadurch Betriebsstörungen hervorrufen. Diese
Gefahr ist vor allem dadurch begründet, daß der Rotor auf Grund der Erwärmung aus
dem kalten Ruhezustand zum warmen Betriebszustand eine erhebliche Verformung erleidet.
Eine im Ruhezustand vorgenommene Einstellung ist daher für den Betriebszustand völlig
unzulänglich. Zu berücksichtigen ist auch, daß während des Betriebes Störungen infolge
starker Verschmutzung oder durch mitgeführte Fremdkörper auftreten können.
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Um diesen anormalen Betriebszuständen Rechnung zu tragen, ist es seit
langem bekannt, die Abdichtplatten mit Bedienungshandhaben zu versehen, die während
des Betriebes zugänglich sind und mit deren Hilfe man somit eine Einstellung auf
den jeweils günstigsten Wert vornehmen kann.
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Wenngleich diese seit langem bekannte und benutzte Lösung schon einen
wesentlichen Fortschritt bedeutete, weil sie die Möglichkeit gibt, die Plattenlage
dem jeweiligen Zustand des Rotors anzupassen, also stets die günstigste Luftspaltbreite
einzustellen, so besteht eine Schwierigkeit doch darin, daß die richtige Einstellung
von der Geschicklichkeit des Kesselpersonals abhängt. Es hat sich leider gezeigt,
daß in dieser Hinsicht nicht allzu hohe Anforderungen gestellt werden dürfen. Verständlich
ist auch, daß das Kesselpersonal in dem Bemühen, Schleifen und Verklemmen der Platten
mit Sicherheit auszuschließen, den Luftspalt vorsorglich eher zu groß als zu klein
wählt, so daß im Dauerbetrieb erhebliche Verluste entstehen.
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Die Erfindung zeigt zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten einen neuen
Weg, der die Möglichkeit bietet, die Einstellung auf den günstigsten Wert durch
das geschulte Fachpersonal derjenigen Firmen vornehmen zu lassen, die den Luftvorwärmer
konstruieren und herstellen und die daher mit den Eigenheiten des Vorwärmers am
besten vertraut sind, so daß an das Kesselpersonal keinerlei Anforderungen gestellt
zu werden brauchen, die über das übliche Maß hinausgehen. Im Bedarfsfalle kann daher
auch dieses ungeschulte Personal Betriebsstörungen vermeiden oder schnell beseitigen.
Der umlaufende Regenerativ-Luftvorwärmer gemäß der Erfindung, der also in an sich
bekannter Weise mit einstellbaren Abdichtplatten ausgestattet ist, erreicht dieses
dadurch, daß er außer der die genaue Einstellung bewirkenden Vorrichtung eine von
dieser unabhängig bedienbare Einstellvorrichtung aufweist, die eine schnelle Grob-Verstellung
des Luftspaltes um einen größeren Betrag ermöglicht. Diese zusätzliche Verstellvorrichtung
sei nachstehend als »Schnellschalter« bezeichnet.
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Besonders zweckmäßig ist eine Fortentwicklung einer Konstruktion,
bei der die Abdichtplatten unter der Wirkung einer Kraft stehen, die sie in Richtung
auf den Rotor bis zu einem einstellbaren, den verbleibenden Luftspalt bestimmenden
Anschlag verstellt. Bei einer solchen Konstruktion läßt sich der Erfindungsgedanke
in der Weise verwirklichen, daß ein Schnellschalter vorgesehen wird, der beim Abheben
der Abdichtplatte vom Rotor entgegen dieser andrückenden Kraft wirkt und die Platte
von ihrem Anschlag abhebt. Der fein einstellbare Anschlag behält also seine durch
die Spezialisten gegebene Einstellung unverändert bei. Der Schnellschalter bewirkt
völlig unabhängig von diesem genauen Anschlag eine schnelle Vergrößerung des Luftspaltes
zwischen Abdichtplatte und Rotor um einen größeren Betrag, um kurzzeitig auftretenden
Erfordernissen Rechnung zu tragen, während nach Wiedereintritt des Normalzustandes
der Schnellschalter die Platte wieder zu dem genau eingestellten Anschlag zurückgehen
läßt.
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Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele dar, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Abhebevorrichtung für eine stirnseitige Abdichtplatte und Fig. 2 eine
solche für eine Mantel-Abdichtplatte.
Fig. 1 stellt einen Schnitt
in einer durch die Rotorachse verlaufenden Ebene dar, und zwar sind nur die interessierenden
Elemente an einer Rotorkante gezeichnet. Vom Rotor selbst ist der Mantel 1 mit dem
Ringflansch 2 und den außerhalb des Mantels befindlichen Lamellen 3 dargestellt.
Zur stirnseitigen Abdichtung dient in der üblichen Weise eine Sektorplatte 4, die
am linken, nicht dargestellten Ende gelenkig gehaltert zu denken ist, so daß sie
auf und nieder geschwenkt werden kann.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Luftvorwärmer angenommen,
bei dem die beiden einander gegenüberliegenden Abdichtplatten 4 eines toten Sektors
mittels einer Verbindungsstange 5 miteinander gekuppelt sind, so daß sie sich gleichlaufend
miteinander auf und nieder bewegen. Der Abstand der beiden Platten 4 ist dann durch
die Einstellung des Anschlages 6 bestimmt, der auf dem Gewinde der Verbindungsstange
5 mittels einer Mutter 7 auf und nieder verstellt werden kann, während eine Druckfeder
8, die mittels einer Mutter 9 abgestützt ist, die Abdichtplatte 4 in Richtung auf
den Rotor hin drückt. Es ist ersichtlich, daß ein Verstellen der Mutter 7 und des
Anschlages 6 nach oben entgegen der Wirkung der Feder 8 den Luftspalt zwischen der
Platte 4 und dem Rotor vergrößert, während bei Abwärtsschrauben der Mutter 7 die
Feder 8 die Platte 4 an die Rotorenstirnfläche annähert.
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Das wesentliche Element der dargestellten Vorrichtung besteht in dem
Exzenter 10, der auf einer an dem Anschlag 6 befestigten Achse 11 drehbar gelagert
ist und einen Bedienungshebel 12 aufweist. Durch Betätigung des Handhebels 12 im
Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil angedeutet, wird die Platte 4 entgegen der Kraft
der Feder 8 vom Anschlag 6 abgehoben, unter Vergrößerung der Luftspaltbreite.
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Hieraus geht schon hervor, welche wesentlichen Vorteile die erfindungsgemäße
Konstruktion bietet: Bei der Montage des Luftvorwärmers in der Kesselanlage wird
durch die geschulten Fachmonteure des Herstellers mittels der Mutter 7 der Abstand
der Abdichtplatte 4 von der Rotorstirnfläche auf den für den Dauerbetrieb günstigsten
Wert eingestellt. Diese Luftspaltbreite, die während des normalen Betriebszustandes
unzulässige Verluste ausschließt, ist so gering, daß sie bei abweichenden Betriebszuständen,
insbesondere also beim Anfahren des Luftvorwärmers, ein Schleifen der Abdichtplatten
4 auf dem Rotor zur Folge haben kann. Für das Anfahren braucht aber nur der Hebel
12 herumgelegt zu werden, wodurch der Luftspalt um einen ganz erheblichen und daher
mit Sicherheit ausreichenden Betrag vergrößert wird. Man braucht bei der Bemessung
dieser Vergrößerung des Luftspaltes auch gar nicht besonders sparsam vorzugehen,
sondern kann einen Betrag wählen, der eine ausreichende Sicherheit selbst für ungünstigste
Verhältnisse in Rechnung stellt. Diejenigen Zeitspannen, während deren die Betriebsbedingungen
vom normalen Dauerzustand -abweichen, sind nämlich so kurz, daß eine Erhöhung der
Verluste während dieser Zeitspannen überhaupt keine Rolle spielt.
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Die Bedienung durch das Kesselpersonal erfordert also keine besondere
Sorgfalt. Beim Stillsetzen des Luftv orwärmers wird mittels des Handhebels 12 der
Luftspalt um den großen Betrag verbreitert, der durch die Bemessung des Exzenters
10 bestimmt ist. Das erneute Anfahren erfolgt bei dieser Exzenterstellung. Hat der
Luftvorwärmer dann nach einer gewissen Zeit seine normalen Betriebsbedingungen erreicht,
so wird der Handhebel 12 einfach zurückgelegt, und es ergibt sich dadurch diejenige
Luftspaltbreite, die die Fachmonteure des Herstellers mittels der Mutter 7 als für
den Dauerbetrieb günstigsten Wert eingestellt haben.
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Es ist selbstverständlich möglich, den Schnellschalter statt mit nur
den beiden Grenzstellungen auch mit Mittelstellungen auszustatten, jedoch ist dieses
in der Regel nicht erforderlich.
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Die vorstehenden Überlegungen gelten nicht nur für solche Luftvorwärmer,
bei denen die einander gegenüberliegenden Sektorplatten miteinander gekuppelt sind,
sondern auch für solche mit einzeln verstellbaren Sektorplatten. Auch bei diesen
kann ein verstellbarer ruhender Anschlag vorgesehen werden, der bei der Montage
durch die Fachmonteure auf den für den Dauerbetrieb günstigsten Wert eingestellt
wird, während ein zusätzlich vorgesehener Schnellschalter, entsprechend dem dargestellten,
ein Abheben der Sektorplatte entgegen der Kraft einer Feder, eines Gewichts od.
dgl. ermöglicht, um bei abweichenden Betriebszuständen auf einfache und schnelle
Weise eine Vergrößerung des Luftspaltes zu ermöglichen.
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Fig. 2 veranschaulicht einen Schnellschalter für eine Mantel-Abdichtplatte,
und zwar im Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Rotorachse, wobei nur der eine
Teil der Platte nebst den dazu gehörigen Elementen gezeichnet ist.
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Vom Rotor sind wieder der Mantel 1 und die außerhalb des Mantels angeordneten
Lamellen 3 sowie auch die radialen Sektorwände 13 erkennbar. Zur umfangseitigen
Abdichtung dient in der üblichen Weise eine Mantelplatte 14, die mit ihren nach
rückwärts abgebogenen Stegen 15 auf Führungsplatten 16 des Stators gleitet. Zur
besseren Abdichtung gegenüber dem Stator sind Federbleche 17 vorgesehen.
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Zum Andrücken der Abdichtplatte 14 dient auch hier eine Druckfeder
18, die sich am rückwärtigen Ende gegen eine Statorplatte 19 abstützt.
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An der Abdichtplatte 14 ist ein Haltebolzen 20 festgeschweißt, der
durch die Statorplatte 19 nach außen hindurchragt und an diesem mit Gewinde versehenen
Ende wieder einen Anschlag 21 und eine Verstellmutter 22 trägt. Am Anschlag 21 ist
auch hier mittels einer Achse 23 ein Exzenter 24 mit Handhebel 25 drehbar gelagert.
Es ist ersichtlich, daß bei aufwärts gerichtetem Handhebel 25 der Exzenter 24 außer
Eingriff ist, so daß die Druckfeder 18 die Abdichtplatte 14 bis zu derjenigen Grenzstellung
in Richtung auf den Rotor drückt, die durch den Anschlag 21 und die Verstellmutter
22 bestimmt ist. Zur Erzielung eines größeren Luftspaltes braucht auch hier nur
der Handhebel 25 im Uhrzeigersinn herumgeschlagen zu werden, wie es durch den Pfeil
angedeutet ist.
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Da an einem Luftvorwärmer mehrere Schalter zu betätigen sind, können
diese gegebenenfalls mechanisch, elektrisch oder pneumatisch miteinander gekuppelt
sein, so daß die Betätigung gemeinsam erfolgen kann, gegebenenfalls selbsttätig
in Abhängigkeit von den Betriebszuständen, beispielsweise selbsttätig gesteuert
durch die Temperatur. An Stelle von Exzentern können in allen Fällen auch andere
Vorrichtungen benutzt werden, beispielsweise Hebelkombinationen, insbesondere Kniehebel,
Grobgewinde oder auch druckmittelgesteuerte Kolben, elektromagnetische Schaltvorrichtungen
od. dgl.
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Die Ausführungsbeispiele behandeln die praktisch besonders wichtige
Konstruktion nach dem erwähnten älteren Patent, bei der die Abdichtplatten unter
der Wirkung einer Kraft stehen, die sie in Richtung auf den Rotor bis zu einem feineinstellbaren
Anschlag verstellt, wobei der erfindungsgemäße Schnellschalter den Luftspalt dadurch
vergrößert, daß er die ihm zugeordnete
Platte entgegen der genannten
Kraft, beispielsweise Federkraft, von dem Feineinstellanschlag einfach abhebt. Die
Verwirklichung des Erfindungsgedankens kann aber auch durchaus auf andere Weise
erfolgen, und zwar ohne Abheben der Platte von ihrem Feineinstellanschlag entgegen
der andrückenden Kraft. So kann beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 die Stange 5, die die beiden einander gegenüberliegenden Abdichtplatten4
miteinander kuppelt, unterteilt werden, unter Zwischenschaltung eines Schnellschalters,
beispielsweise eines Exzenters, eines Kniehebelgestänges, eines Grobgewindes oder
auch einer hydraulischen Kupplung. Durch Verlängerung der Kupplungsstange 5 mittels
eines solchen Schnellschalters, kann dann sehr leicht die Luftspaltweite auf beiden
Rotorstirnflächen vergrößert werden, ohne daß man in die Feineinstellung an den
beiden Enden der Stange 5 in irgendeiner Form eingreift.