DE1066211B - - Google Patents

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DE1066211B
DE1066211B DENDAT1066211D DE1066211DA DE1066211B DE 1066211 B DE1066211 B DE 1066211B DE NDAT1066211 D DENDAT1066211 D DE NDAT1066211D DE 1066211D A DE1066211D A DE 1066211DA DE 1066211 B DE1066211 B DE 1066211B
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/047—Sealing means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher, wie er insbesondere zur Übertragung von Wärme zwischen Abgasen und Druckluft bei Gasturbinen Verwendung findet.The invention relates to a circulating regenerative heat exchanger, as it is in particular for Transfer of heat between exhaust gases and compressed air is used in gas turbines.

Bekannt sind Regenerativ-Wärmetauscher mit Speichermasse in einem Rotor, so daß die Speichermasse zunächst den hindurchgeleiteten heißen Gasen ausgesetzt und daraufhin in die Bahn eines Luftstromes oder anderen zu erwärmenden Mediums gebracht wird. Da das zu erwärmende Medium hoch komprimiert ist, expandiert die im Rotor befindliche Menge beim Eintritt in das niedrigeren Druck besitzende Abgas und verdrängt einen großen Teil desselben. Dies führt zu einem beträchtlichen Leistungsverlust, da die zum Komprimieren der im Rotor mitgeführten Luft erforderliche Arbeit verlorengeht.Regenerative heat exchangers with storage mass in a rotor are known, so that the storage mass first exposed to the hot gases passed through and then into the path of an air stream or another medium to be heated is brought. Because the medium to be heated is highly compressed is, the amount in the rotor expands upon entering the lower pressure exhaust gas and displaces a large part of it. This results in a significant loss of performance as the work required to compress the air entrained in the rotor is lost.

Es ist ein Ziel der Erfindung, die im Rotor mitgeführte und verlorengehende Menge des hochkomprimierten Mediums zu reduzieren und gleichzeitig auch das direkte Lecken zwischen dem Strom des Hochdruckmediums und demjenigen des Niederdruckmediums zu verringern.It is an object of the invention to reduce the amount of highly compressed air entrained and lost in the rotor Medium to reduce and at the same time also the direct leakage between the flow of the high pressure medium and that of the low pressure medium.

Um die Füllung der jeweils aus dem einen der beiden miteinander wärmetauschenden Gasströme in den anderen übertretenden Rotorkanälen in der Speichermasse in den Ursprungs- oder Hochdruckgasraum zurückzuführen, ist es bekannt, eine besondere Rückführungsleitung mit Gebläse vorzusehen. Diese umständliche und kostspielige Ausführung soll durch die Erfindung vermieden und eine einfache, aber betriebssichere Lösung gefunden werden.In order to fill each of the gas streams from one of the two heat-exchanging gas streams in the other overridden rotor channels in the storage mass in the original or high pressure gas space due, it is known to provide a special return line with a fan. This cumbersome and expensive design is to be avoided by the invention and a simple, but reliable solution can be found.

Neuheitsgemäß sind die ringförmigen Abschlußteile der in exzentrischer Lage abschließend auf die Rotoroberfläche stoßenden Ein- und Auslaßrohre stirnseitig gegenüber dem Rotor mit einer oder mehreren Ringnuten versehen. Vorteilhaft sind die ringförmigen Abschlußteile am Ende eines den Anpreßdruck bewirkenden Balgenrohres angeordnet.As a novelty, the ring-shaped end parts are in an eccentric position concluding with the rotor surface butting inlet and outlet pipes on the face opposite the rotor with one or more annular grooves Mistake. The ring-shaped end parts at the end of the one causing the contact pressure are advantageous Bellows tube arranged.

Durch die ringförmigen Nuten wird auf einfache Weise und auf kürzestem Weg die im Rotor mitgeführte Menge hochkomprimierten Gases vor dem Übertritt in den benachbarten, mit Gas niederen Druckes angefüllten Raum zurückgeführt in den Teil des Rotors, det gerade aus dem Raum niedrigen Druckes in den hohen Druckes gelangt. Damit werden also ohne Umweg und herstellungstechnisch billig Leckgas und der Ubertritt hochkomprimierten Gases und damit Leistungsverluste weitgehend vermieden. Die Anordnung der ringförmigen Abschlußteile am Ende eines den Anpreßdruck bewirkenden Wellrohres schließlich ergibt eine betriebssichere und wirksame Abdichtung an der Stoßstelle zwischen Rotoroberfläche und ringförmigem Abschlußteil.Due to the ring-shaped grooves, the one carried in the rotor is removed in a simple manner and in the shortest possible way Amount of highly compressed gas before passing into the neighboring, lower with gas The pressure-filled space is returned to the part of the rotor that is just low from the space Pressure got into high pressure. This means that they are cheap in terms of production technology and without detour Leakage gas and the passage of highly compressed gas and thus power losses are largely avoided. The arrangement of the annular end parts at the end of a corrugated pipe causing the contact pressure finally results in a reliable and effective seal at the joint between the rotor surface and annular end part.

Die Erfindung wird in der Beschreibung eines in Regenerativ - WärmetauscherThe invention is used in the description of a regenerative heat exchanger

Anmelder:
The Air Preheater Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)Applicant:
The Air Preheater Corporation,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 4Representative: Dr.-Ing. E. Maier, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 4th

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 5. März 1957Claimed priority: V. St. v. America March 5, 1957

Charles A. Lyle und Robert H. Muller,
Wellsville, N.Y. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt wordenCharles A. Lyle and Robert H. Muller,
Wellsville, NY (V. St. A.),
have been named as inventors

den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines Regenerativ-Wärmetauschers gemäß der Erfindung,the drawings illustrated embodiment. From the drawings shows
1 shows, partially in section, a view of a regenerative heat exchanger according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor nach den Schnittlinien 2-2 undFig. 2 is a plan view of the rotor according to the section lines 2-2 and

Fig. 3 einen Schnitt3-3 des Verschlußmittels der Fig. 2.FIG. 3 shows a section 3-3 of the closure means of FIG. 2.

In der Zeichnung bezeichnet 10 einen zylindrischen Mantel eines Rotors, der bei 11 an seinem Umfang gelagert ist und durch einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe 13 um seine Achse gedreht wird. Der Rotor enthält eine Speichermasse 14, welche zuerst Wärme aus heißen Gasen absorbiert, die in den Wärmetauscher durch ein Rohr 15 aus einem Brenner oder einer sonstigen Wärmequelle eintreten, und dann gekühlt nach Durchsetzen der Durchlaßkanäle 19 der Speichermasse 14 durch ein Auslaßrohr 16 abgeführt werden. Wenn der Rotor um seine Achse gedreht wird, wird die Speichermasse 14 in einen Strom von relativ kühler, komprimierter Luft geführt, die durch ein Rohr 17 zugeführt wird. Nachdem die Luftströmung über die Speichermasse 14 geströmt ist und aus dieser Wärme aufgenommen hat, wird der Warmluftstrom durch das Auslaßrohr 18 zu seiner Verwendungsstelle geleitet.In the drawing, 10 denotes a cylindrical shell of a rotor which is mounted at 11 on its periphery and is rotated about its axis by a motor and a reduction gear 13. The rotor contains a storage mass 14, which first absorbs heat from hot gases that enter the heat exchanger through a pipe 15 from a burner or other heat source, and are then cooled and discharged through an outlet pipe 16 after passing through the passage channels 19 of the storage mass 14. When the rotor is rotated about its axis, the storage mass 14 is guided into a flow of relatively cool, compressed air which is supplied through a pipe 17. After the air flow has flowed over the storage mass 14 and has absorbed heat from it, the warm air flow is passed through the outlet pipe 18 to its point of use.

Die Speichermasse 14 besteht aus axial angeordneten, getrennten Durchlaßkanälen 19, die koaxial mit der Rotorachse liegen. Gegen die Flächen 20 A und 20 B des Rotors liegen die ihnen gegenüber angeordneten Verschlußringe 22^4 und 225 unter Druck, so daß sie Hochdruckluft oder ein anderes Medium durchThe storage mass 14 consists of axially arranged, separate passage channels 19 which are coaxial with the rotor axis. Against the surfaces 20 A and 20 B of the rotor, the locking rings 22 ^ 4 and 225 , which are arranged opposite them, are under pressure, so that they pass through high-pressure air or another medium

909 630/220909 630/220

Claims (2)

den Rotor leiten können. Zusätzliche Verschlußmittel zwischen Gehäuse 24 und Rotor sind am Umfang des Rotors vorgesehen. Die Verschlußmittel 26 sind in Labyrinthausführung veranschaulicht. Die Ringteile 22vi und 22B sind mit einer oder mehreren Ringnuten 27 versehen, die in der Ebene der Rotorflächen 20 A und 20 B liegen. Die entgegengesetzte Seite 32 jedes Ringes ist an einem ausdehnbaren Wellrohr 34 angebracht, so daß jedes Ringteil gegen die anliegende Rotorfläche gedrückt wird. Das andere Ende jedes Balgenrohres 34 ist an dem Einlaßrohr für ein unter Hochdruck stehendes Medium auf einer Seite und an das Auslaßrohr auf der entgegengesetzten Seite angebracht, wodurch das Medium aus dem Einlaß 17 durch die Kanäle 19 in dem dazwischenliegenden Rotor zum Auslaßrohr 18 geleitet wird. Die Verschlußmittel 22^ und 22B im Zusammenwirken mit den anliegenden Verschlußflächen des Rotors verhindern einen Durchtritt von Gas in die Niederdruckgasleitung 15, 16 und sie dienen gleich- ao zeitig als Durchtrittskanäle für den Gasstrom, welche den Ausgleich des Druckes zwischen den Verschlußmitteln und dem Rotor ermöglichen. Die ringförmigen Verschlußorgane 22 A und 22 B sind mit einer oder mehreren Ringnuten 27 versehen, welche den freien Strom des Mediums um sie herum ermöglichen. Dadurch kann das unter Hochdruck stehende Medium, das sich in den Kanälen 19, die zwischen den ringförmigen Verschlußmitteln 22 A und 22 B und über der Hochdruckleitung 17, 18 in Riehtung der Rotordrehung liegen, gefangen hat, nach rückwärts zu den unter niedrigen Druck stehenden Kanälen zwischen den Verschlußmitteln vor dem genannten Rohr strömen. Durch diese Anordnung wird der Verlust von im Rotor gefangenem, unter Hochdruck stehendem Gas herabgesetzt. Außerdem wird ein Lecken zwischen den Verschlußorganen und dem Rotor wegen des Labyrintheffektes wesentlich verringert. Wenn der Rotor gedreht wird, strömen heiße Gase unter Niederdruck aus dem Einlaß 15 durch die Kanäle 19 der Speichermasse 14, soweit sie außerhalb der ringförmigen Verschlußglieder 22^ und 22 B liegt, und teilen dieser Wärme mit, und wenn der Rotor durch Antriebsmittel 13 weiter um seine Achse gedreht wird, wird der angewärmte Teil der Speichermasse in den Raum zwischen den Abschlußringen 22^4 und 225 der Rohre 17 und 18 bewegt, so daß kühle Druckluft aus dem Einlaß 17 durch den angewärmten Teil 14 zum Auslaßrohr 18 strömt, und beim Durchströmen durch den angewärmten Teil nimmt die Druckluft Wärme aus diesem in einer Menge auf, die von Luft- und Gastemperatur und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors abhängt. Patentansprüche:can guide the rotor. Additional locking means between the housing 24 and the rotor are provided on the circumference of the rotor. The closure means 26 are illustrated in a labyrinth design. The ring parts 22vi and 22B are provided with one or more annular grooves 27 which lie in the plane of the rotor surfaces 20A and 20B. The opposite side 32 of each ring is attached to an expandable corrugated tube 34 so that each ring member is pressed against the adjacent rotor surface. The other end of each bellows tube 34 is attached to the high pressure medium inlet tube on one side and to the outlet tube on the opposite side, thereby directing the medium from inlet 17 through channels 19 in the intermediate rotor to outlet tube 18. The closure means 22 ^ and 22B in cooperation with the adjacent closure surfaces of the rotor prevent gas from passing into the low-pressure gas line 15, 16 and at the same time serve as passage channels for the gas flow, which enable the pressure to be equalized between the closure means and the rotor . The annular closure members 22 A and 22 B are provided with one or more annular grooves 27, which allow the free flow of the medium around them. This allows the high pressure medium, which is trapped in the channels 19, which are between the annular closure means 22 A and 22 B and above the high pressure line 17, 18 in the direction of the rotor rotation, backwards to the low pressure channels flow between the closure means in front of said tube. This arrangement reduces the loss of high pressure gas trapped in the rotor. In addition, leakage between the closure members and the rotor is significantly reduced because of the labyrinth effect. When the rotor is rotated, hot gases flow under low pressure from the inlet 15 through the channels 19 of the storage mass 14, as far as it is outside the annular closure members 22 ^ and 22 B, and this heat with, and when the rotor by drive means 13 on is rotated about its axis, the heated part of the storage mass is moved into the space between the end rings 22 ^ 4 and 225 of the tubes 17 and 18, so that cool compressed air flows from the inlet 17 through the heated part 14 to the outlet pipe 18, and at As it flows through the heated part, the compressed air absorbs heat from it in an amount that depends on the air and gas temperature and the speed of rotation of the rotor. Patent claims: 1. Regenerativ-Wärmetauscher, bestehend aus einem Rotor mit einer Vielzahl von axial angeordneten Kanälen und zu beiden Seiten des Rotors angeschlossenen Einlaß- und Auslaßrohren zum Hindurchleiten eines ersten Mediums und in exzentrischer Lage zur Rotorachse ein weiteres Paar Einlaß- und Auslaßrohre zum Hindurchleiten eines zweiten Mediums durch das dazwischenliegende Teil des Rotors, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Abschlußteile (22 A, 22 B) der in exzentrischer Lage abschließend zur Rotoroberfläche angeordneten Ein- und Auslaßrohre (17, 18) stirnseitig gegenüber dem Rotor (14) mit einer oder mehreren Ringnuten (27) versehen sind.1. Regenerative heat exchanger, consisting of a rotor with a plurality of axially arranged channels and inlet and outlet pipes connected to both sides of the rotor for the passage of a first medium and, in an eccentric position to the rotor axis, a further pair of inlet and outlet pipes for passage of a second Medium through the intermediate part of the rotor, characterized in that the annular end parts (22 A, 22 B) of the inlet and outlet tubes (17, 18) arranged in an eccentric position to the rotor surface at the end opposite the rotor (14) with one or more Annular grooves (27) are provided. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Abschlußteile (22 A, 22 B) am Ende eines den Anpreßdruck bewirkenden Balgenrohres (34) angeordnet sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the annular end parts (22 A, 22 B) are arranged at the end of a bellows tube (34) which brings about the contact pressure. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 912 003, 829175.Considered publications:
German patent specifications No. 912 003, 829175. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings q 909 630/220 9.q 909 630/220 9.
DENDAT1066211D Pending DE1066211B (en)

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DE1066211B true DE1066211B (en) 1959-10-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19641318A1 (en) * 1996-10-08 1998-05-14 Oleg Stolz Regenerative heat exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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