DE1094278B - Regenerator mit rotierendem zylindrischem Rotor und Druckausgleichsverbindungen zwischen den Kammern, die sich zwischen der Hoch- und Niederdruckzone befinden - Google Patents

Regenerator mit rotierendem zylindrischem Rotor und Druckausgleichsverbindungen zwischen den Kammern, die sich zwischen der Hoch- und Niederdruckzone befinden

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DE1094278B
DE1094278B DEF18917A DEF0018917A DE1094278B DE 1094278 B DE1094278 B DE 1094278B DE F18917 A DEF18917 A DE F18917A DE F0018917 A DEF0018917 A DE F0018917A DE 1094278 B DE1094278 B DE 1094278B
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GASTON FELL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04Regenerative 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

Description

  • Regenerator mit rotierendem zylindrischem Rotor und Druckausgleichsverbindungen zwischen den Kammern, die sich zwischen der Hoch-und Niederdruckzone befinden Die Erfindung betrifft einen Regenerator, der sich insbesondere für die Wärmeübertragung zwischen einem Niederdruckmedium und einem Hochdruckmedium eignet.
  • Die Wärmeübertragung soll mit Hilfe eines mit Wärmespeichermaterial gefüllten Rotors erfolgen. Dieser Rotor ist in Sektorenkammern unterteilt, in welche das Wärmespeichermaterial eingebettet ist. Während der Drehung des Rotors bewegen sich die mit Wärmespeichermaterial gefüllten Sektorenkammern zwischen je zwei auf jeder Planseite des Rotors sich etwa diametral gegenüberliegenden kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten hindurch. Durch diese an den Rotorplanflächen anliegenden Abdichtstirnplatten und zusätzlich angebrachten Umfangsdichtungen ist es, wie bekannt, möglich, die Sektorenkammern des Rotors auf der so gebildeten einen Hälfte mit Niederdruckmedium (»Niederdruckzone«) und auf der anderen Hälfte mit Hochdruckmedium (»Hochdruckzone«) zu durchströmen, während die zu diesem Zeitpunkt zwischen den kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten in der sogenannten »Überschlenszone« befindlichen Sektorenkammern von keinem Medium durchströmt werden. Diese Sektorenkammern enthalten nur sogenanntes »Überschleusmedium«. Unter der Voraussetzung einer überall angestrebten, gut funktionierenden Abdichtung der Niederdruckzone von der Hochdruckzone durch die kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten und Umfangsdichtungen, also ohne Leckageverlust, würde, theoretisch gesehen, der Druck in den Sektorenkammern, welche sich in den beiden Überschleuszonen befinden, solange gleich hoch dem Druck bleiben, welcher in der Zone herrscht, aus der die Sektorenkammern kommen. Tritt im weiteren Verlauf der Drehung des Rotors eine Sektorenkammer nun wieder aus einer Überschleuszone über in die Niederdruck- bzw. Hochdruckzone, so gibt dies immer in diesen beiden Zonen einen Druckwechsel, der sich z. B. bei der Verwendung dieser Art der Regeneratoren für Gasturbinenanlagen oder auch Gaszerlegungsanlagen der Tiefkältetechnik im Anlagenkreislauf störend auswirkt. Dieser störende Einfluß wird, wie bekannt, dadurch abgemildert, daß durch Druckausgleichsverbindungen zwischen den Sektorenkammern, welche sich in der einen Überschleuszone und den Sektorenkammern, welche sich in der anderen überschleuszone befinden, ein Druckausgleich herbeigeführt wird, der sich nach der Gleichung (wobei P 1 = Druck der Sektorenkammer in der einen Überschleuszone und P2 = Druck der Sektorenkammer in der anderen Überschleuszone) vollzieht.
  • Dieser Druckausgleich kann jedoch durch dieses Mittel nicht so gesteuert werden, daß es möglich wird, den Druck in einer Sektorenkammer, welche sich innerhalb einer Überschleuszone befindet, auf die gleiche Druckhöhe zu bringen, welche in der Durchströmzone herrscht, in welche die Sektorenkammer nach ihrem Austritt aus der Überschleuszone eingleitet. Außerdem ergibt sich je nach Umständen durch die Überschleusung von Medium von der Niederdruckzone in die Hochdruckzone oder umgekehrt eine Verunreinigung des Hochdruckmediums durch Medium aus der Niederdruckzone oder umgekehrt.
  • Diese Nachteile ganz auszuschalten bzw. teilweise zu vermindern sowie die Leckageverluste zu verkleinern, welche durch den großen Druckunterschied zwischen Hochdruck- und Niederdruckmedium bedingt sind, ist der Zweck der Erfindung.
  • Es wird daher die folgende konstruktive Ausbildung des Regenerators und die zugehörige Schaltung zwischen dem Regenerator und den drei Hilfsmitteln, Verdichter, Pufferkessel bzw. Abscheider und Druckminderventil vorgeschlagen.
  • Vor der Erklärung dieses Vorschlages wird noch darauf hingewiesen, daß sich diese Regeneratorenanordnung auch als Regenerativfilter oder Regenerativtrockner für bestimmte Anlagen der chemischen Industrie eignet, bei welchem von den in den Sektorenkammern des Rotors eingebetteten Filter- bzw. Adsorptionsfüllungen ein Stoff in der Niederdruckzone vom Niederdruckmedium abgenommen wird, während er nach dem Transport durch die überschleuszone in der Hochdruckzone an das Hochdruckmedium abgegeben wird oder umgekehrt.
  • In der zeichnerischen Darstellung des Erfindungsgegenstandes bedeutet Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse eines Regenerators nach der Linie II-11 in Fig. 2, gleichbedeutend einer Draufsicht nach Linie II-II bei abgenommenem rechtem Gehäusedeckel, Fig. 2 einen Schnitt durch die Drehachse eines Regenerators nach der Linie I-I der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse eines Regenerators durch die Zu- bzw. Abführkammern des für die Zonenbegrenzung benötigten Verteilerbodens nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse eines Regenerators nach der Linie IV-IV in Fig. 2 bei nicht gezeichnetem Gehäuse, gleichbedeutend mit Ansicht nach der Linie IV-IV auf die kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten des linken Verteilerbodens, welche an der linken Planseite des Rotors anliegen, Fig. 5 einen Schnitt durch Umfangsdichtung nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 ein Schaltschema der Regeneratoranordnung. Der Rotor 1 des Regenerators ist wie bei den bisher bekannten Bauarten in Sektorenkammern 2 mittels in radialer Richtung angeordneten Trennwänden 3 unterteilt. Die Trennwände 3 sind an beiden mit den Rotorplanflächen übereinstimmenden Enden mit radialen Dichtungen versehen. Die Sektorenkammern 2 sind mit Speichermaterial 4 derart ausgefüllt, daß die ebenen Trennwände 3 Druckunterschieden, die zwischen zwei nebeneinanderliegenden Sektorenkammern auftreten, festigkeitsmäßig standhalten. Der Rotor 1 sitzt fest auf einer Welle 5 und ist mittels dieser Welle in Lagern 6 gelagert. Der Rotor 1 wird von einem Kegelradantrieb 7 nach der in Fig. 1 und 3 gezeigten Pfeilrichtung in Drehung versetzt. Das seine Wärme an das Speichermaterial 4 abgebende Niederdruckmedium strömt aus der mit dem Regenerator verbundenen Anlage bei A durch den Stutzen 17 des Verteilerbodens 8 in die Niederdruckzone des Regenerators ein, verteilt sich in dem in Fig. 2 links gezeichneten Verteilerboden 8 (s. auch Fig. 3 und 6) über die in diesem eingegossene Zuführkammer 9 auf die einzelnen Sektorenkammern 2 und damit auf das Speichermaterial 4 des Rotors 1. Nach Abgabe der Wärme an das Speichermaterial 4 strömt das Niederdruckmedium aus dem Rotor 1 in die Abführkammer 9 des rechten Verteilerbodens 8 und bei B durch den Stutzen 18 des rechten Verteilerbodens 8 ins Freie oder in die mit dem Regenerator verbundenen Anlage zurück. Das erwärmte Speichermaterial 4 wird nun, wie bekannt, zwischen den bei dieser Konstruktion an den Verteilerböden angegossenen kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten 10 hindurch (s. auch Fig. 3, 4 und 6) mit gleichbleibender Umlaufgeschwindigkeit in Pfeilrichtung in die Hochdruckzone geschleust und hier von dem vorzuwärmenden Hochdruckmedium durchströmt.
  • Hierbei tritt das Hochdruckmedium aus der mit dem Regenerator verbundenen Anlage bei C durch den Stutzen 41 des Gehäusedeckels 19 durch den zwischen Gehäusedeckel 19 und Verteilerboden 8 angeflanschten Kompensator 16 hindurch in die Zuführkammer 43 des rechten Verteilerbodens 8 ein, strömt durch das Speichermaterial 4 des Rotors 1 in die Abführkammer 43 des linken Verteilerbodens 8 und bei D durch den Stutzen 42 nun in vorgewärmtem Zustand wieder in die Anlage zur weiteren Verwendung.
  • Das nun abgekühlte Speichermaterial 4 wird im weiteren Verlauf der Drehung in Pfeilrichtung wieder zwischen den an den Verteilerböden 8 angegossenen kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten 11 in die Ausgangsstellung zurückgeschleust, wo es von dem wärmeabgebenden, in Richtung A-B strömenden Niederdruckmedium wieder Wärme aufnimmt. Die Abdichtstirnplatten 10 und 11 dienen (wie bereits bekannt), dazu, den vom Niederdruckmedium durchströmten Rotorabschnitt gegen den vom Hochdruckmedium durchströmten Rotorabschnitt abzudichten. Der vom Niederdruckmedium durchströmte Teil wird nun »Niederdruckzone AB«, der vom Hochdruckmedium durchströmte Teil »Hochdruckzone CD« benannt. Der Abschnitt, in welchem die Sektorenkammern 2 zwischen den Abdichtstirnplatten 11 hindurchgeschleust werden, wird nun »Niederdrucküberschleuszone EF«, derjenige, in welchem die Sektorenkammern zwischen den Abdichtstirnplatten 10 hindurchgeschleust werden, »Hochdrucküberschleuszone GH« genannt.
  • Zur Erfüllung des Hauptzwecks der Erfindung, nämlich die nach dem gut dichtem Überschleusen auftretenden Druckstöße in der Hochdruck- bzw. Niederdruckzone und die große Überschleusleckage zu beseitigen, sind in den Abdichtstirnplatten 10 und 11 (s. Fig. 1, 3, 4 und 6) schmale, radial verlaufende Durchtrittschlitze 12 so angeordnet, daß die Schlitze 12 in den Abdichtstirnplatten 10 näher zur Hochdruckzone CD, diejenigen in den Abdichtstirnplatten 11 näher zur Niederdruckzone AB liegen. Wie aus dem Schaltschema Fig.6 ersichtlich, ist der eine Schlitz 12 der Niederdrucküberschleuszone EF über die im Verteilerboden 8 eingegossene Abführkammer 24 mit der Saugseite des Verdichters 22, der andere Schlitz 12 dieser Überschleuszone über die im Verteilerboden 8 eingegossene Zuführkammer 23 mit der Niederdruckseite 39 des Druckminderventils 27 verbunden. Dieses Druckminderventil ist so ausgelegt, daß der reduzierte Druck bei 39 gleich dem Druck in der Niederdruckzone AB ist. Der Verdichter 22 sorgt in Zusammenarbeit mit dem Druckminderventil27 dafür, daß jeweils die Sektorenkammer 2, welche im Begriff ist, aus der Niederdrucküberschleuszone EF in die Niederdruckzone AB überzutreten, unter dem gleich hohen Druck steht, wie er in der Niederdruckzone AB herrscht. Der Druckstutzen des Verdichters ist über eine in die Zuführkammer 25 führende Leitung mit der Hochdrucküberschleuszone GH verbunden, während eine Leitung 32 die Verbindung zwischen der an der gegenüberliegenden Seite des Rotors angeordneten Abführkammer 26 und dem Pufferkessel 33 herstellt. Dieser ist andererseits über eine Leitung 40-38 mit der Hochdruckseite des Druckminderventils 27 und mit einer Leitung 35-36 mit dem Eintritt I verbunden, durch welchen der Gehäusedruckraum 21 unter den vom Verdichter 22 erzeugtem Druck gesetzt wird. Der Gehäusedruckraum 21 wird dadurch gebildet, daß ein Gehäusemantel 20 (s. Fig. 2) mittels Gehäusedeckeln 19, welche die Lagerung 6 für die Rotorwelle 5 tragen, den Rotor 1 samt Verteilerböden 8 umgibt. Der Druck im Gehäusedruckraum 21 soll annähernd gleich hoch sein wie der Druck in der Hochdruckzone CD; diese Druckhöhe wird durch das Druckminderventi127 eingestellt. Ein zusätzliches Sicherheitsventil 34 auf dem Pufferkessel kann noch vorgesehen werden. Das Druckminderventi127 kann auch automatisch von der Anlage aus geregelt werden, d. h., das Druckminderverhältnis kann sich einem anderen Druckverhältnis (Hochdruck zu Niederdruck) in der Anlage, z. B. bei Teillastbetrieb, anpassen.
  • Es sei zunächst nur gesagt, daß der Gehäusedruckraum 21 deshalb unter Druck gesetzt wird, um die Verteilerböden 8 samt Abdichtstirnplatten 10/11 und Umfangsdichtungen 13/14 gegen die Rotorplanflächen 37 andrücken zu können. Die Wirkungsweise in Verbindung mit den Kompensatoren 15/16 wird später erklärt.
  • Beim Ingangsetzen des Regenerators tritt folgende Wirkung ein: Die Hochdruckzone CD steht von der Anlage aus, in die der Regenerator eingebaut ist, unter Hochdruck; die Niederdruckzone AB unter Niederdruck; der Verdichter-22 wird in Gang gebracht, saugt zunächst zwischen den Abdichtstirnplatten 11 von der Hochdruckzone CD eindringendes Leckagemedium an und fördert es über G-H-32 in den Pufferkessel 33. Dieser und der über J-35 angeschlossene Gehäusedruckraum 21 füllen sich dadurch, und zwar bis auf den durch das Druckminderventil 27 begrenzten Druck, weil die Verteilerböden 8 anfänglich noch nicht an die Rotorplanflächen 37 angedrückt sind und Medium aus der Hochdruckzone CD zwischen den Umfangsdichtungen 13 und den Rotorplanflächen in den Gehäusedruckraum 21 bzw. zwischen den Abdichtstirnplatten 10 und den Rotorplanflächen in die Sektorenkammern 2 und damit in Richtung 12/26-H-32 in den Kessel 33 usw. gelangen kann.
  • Hat der Druck im Kessel 33 und Gehäusedruckraum 21 die Höhe des in der Hochdruckzone CD herrschenden Druckes erreicht, so legen sich die Verteilerböden 8 mit ihren Abdichtstirnplatten und Umfangsdichtungen mit einer Andrückkraft an die Rotorplanflächen an, die man durch entsprechende Anordnung der Kompensatoren 15/16 (die später erklärt wird) festlegen kann.
  • Die Leckage aus der Hochdruckzone CD vermindert sich jetzt erheblich, wenn es andererseits noch dazu gelingt, konstruktiv und fertigungstechnisch das saubere Anliegen der Abdichtstirnplatten, Umfangsdichtungen und Radialdichtungen an die Rotorplanflächen vollkommen zu lösen. Es bleibt dann nur noch die Beseitigung der schon anfangs erwähnten überschleusleckage und der Druckstöße, die beim überschleusen eintreten würden, wenn die Anordnung mit dem Verdichter, Pufferkessel und Druckminderventil nicht vorgesehen wäre. So wird nun ein vollständiger Druckabbau in den Sektorenkammern, die durch die Niederdrucküberschleuszone EF und ein vollständiger Druckaufbau in denjenigen, welche durch die Hochdrucküberschleuszone GH gleiten, vollzogen. Dabei wird im Moment des Eingleitens einer Sektorenkammer 2 in den Bereich der Schlitze 12 der Niederdrucküberschleuszone EF und andererseits einer Sektorenkammer 2 in den Bereich der Schlitze 12 der Hochdrucküberschleuszone GH der Verdichter 22 in der zuerst eintretenden Phase eines Druckausgleiches, der sich einerseits von dem zunächst noch unter Hochdruck stehenden Volumen der Sektorenkammer 2 (EF) in Richtung E-39 und F-22-G, andererseits von dem unter Hochdruck stehenden Volumen des Pufferkessels 33 plus Gehäusedruckraumes 21 in Richtung 32-H vollzieht, zunächst keine Verdichtungsarbeit zu leisten haben. Die Arbeitsleistung des Verdichters beginnt erst dann, wenn sich ein Ausgleichsdruck in dem geschlossenen Kreislauf 39-E-F-22-G-H-32/33-40-38 und 33-35-36-21 eingestellt hat. Der Ausgleichsdruck wird um so höher kein, je größer das Verhältnis des Volumens, das im Moment des Eingleitens derSektorenkammer in die Schlitzbereiche im Kreislaufraum unter Hochdruck steht, zu dem Volumen ist, welches in diesem Moment im Kreislaufraum unter Niederdruck steht.
  • Die Ausgleichsdruckhöhe kann demnach durch das Volumen des Pufferkessels 33 entscheidend beeinflußt werden. Der Ausgleichsdruck errechnet sich nach der Beziehung wobei
    P 1 = Niederdruck,
    V 1 = Niederdruckvolumen,
    P2 = Hochdruck,
    V2 = Hochdruckvolumen und
    (PI + p21 = Ausgleichsdruck ist.
    x
    Nach vollzogenem Druckausgleich wird die Leistung des Verdichters gleichmäßig so lange ansteigen, bis der unter Absaugung stehende Abschnitt 39-E-F-22 wieder unter Niederdruck und der unter Verdichtung stehende Abschnitt 22-G-H-33/40-38 bzw. 33/35-36-21 wieder unter Hochdruck steht.
  • Der Verdichter hat demnach wegen dieses Druckausgleiches nur einen Teil der Leistung aufzubringen, die notwendig wäre, um das mit den Sektorenkammern 2 in die Hochdrucküberschleuszone GH eingebrachte Niederdruckvolumen auf Hochdruck aufzubauen. Ein Druckverlust im Gehäusedruckraum 21 und Pufferkessel 33, der durch etwaige unvollkommene Umfangsabdichtung des Gehäusedruckraumes 21 gegen die Niederdruckzone AB auftreten kann, wird zusätzlich vom Verdichter 22 aufgebracht, indem dieser die Verlustmenge über F-22 durch Leckage von der Hochdruckzone CD her erhält.
  • Die Anordnung nach der Erfindung bietet noch den erheblichen Vorteil, daß zusätzliche Schlitze 12 in der Abdichtstirnplatte 11 auf der Seite der Abführkammer 24 und in der Abdeckplatte 10 auf der Seite der Zuführkammer 25 über eine Teilzuführ- bzw. -abführkammer je Schlitz so mit den einzelnen Druckstufen des mehrstufigen Verdichters verbunden werden können, daß die Drücke in den übrigen Sektorenkammern 2, die von den in Fig. 6 gezeichneten Schlitzen 12 in den Überschleuszonen (entgegen der Drehrichtung gesehen) unter Stirnplattenabdichtung stehen, abgestuft sind, damit die Druckdifferenz zwischen den in den Überschleuszonen befindlichen Sektorenkammern verkleinert, zu große Druckstöße in den Verdichter ausgeschaltet und eine Verminderung der Verdichterleistung erreicht werden können.
  • Die Wirkung, welche durch den Einbau der bereits erwähnten Kompensatoren 15 und 16 zwischen die Verteilerböden 8 und die Gehäusedeckel 19 erzielt wird, ist folgende: Die Verteilerböden 8, die mit den Abdichtstirnplatten 10 und 11 eine Einheit bilden und die Umfangsdichtungen 13 und 14 tragen, sind durch in der Rotorwelle 5 sitzende Kolbenringe 44 gegenüber der Atmosphäre in ihrer Nabe abgedichtet und in axialer Richtung durch Kompensatoren 15 und 16 mit den Gehäusedeckeln 19 elastisch verbunden. Diese Gehäusedeckel 19 sind genau spiegelbildlich wie auch die beiden Verteilerböden 8, beidseitig von den Rotorplanflächen 37 (s. Fig. 5) angeordnet und schließen damit den unter Druck stehenden Gehäusedruckraum 21 ab. Die Kompensatoren 16 für die Hochdruckzone CD sind einerseits an die in die Gehäusedeckel 19 eingegossenen Durchtrittsöffnungen 41 und 42, andererseits an die in die Verteilerböden 8 eingegossenen Durchtrittsöffnungen, welche in die Zu- bzw. Abführkammer 43 münden, druckfest angeflanscht und stellen somit die Verbindung vom Hochdruckeintritt C über das in der Hochdruckzone CD befindliche Speichermaterial 4 des Rotors zum Hochdruckaustritt D her und teilen die Hochdruckzone CD gegen den Gehäusedruckraum 21 ab. Die Niederdruckein- bzw. -austrittsstutzen 17 und 18, welche in die Zu- bzw. Abführkammern 9 münden, die in die Zu- und Abführkammern 23 und 24 mündenden Niederdrucküberschleusein- bzw. -austrittsstutzen 28 und 29 und die Hochdrucküberschleusein- bzw. austrittsstutzen 30 und 31, welche in die Zu- und Abführkammern 25 und 26 der Verteilerböden 8 münden, sind nicht mit den Gehäusedeckeln 19 verbunden, sondern frei durch diese durch den unter Atmosphärendruck stehenden Raum 47 nach außen geführt, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Die Kompensatoren 15, welche zwischen den äußeren konvexen Seiten der Verteilerböden 8 und den Innenseiten der Gehäusedeckel 19 druckfest eingeflanscht sind, dichten den Gehäusedruckraum 21 gegen die umgebende Atmosphäre ab. Sie sind größer ausgeführt als die Kompensatoren 16. Durch die Art ihres exzentrischen Einbaues ergibt sich die Möglichkeit, so viel von der äußeren konvexen Oberfläche der Verteilerböden 8 dem Einfluß des im Gehäusedruckraum 21 herrschenden Druckes zu entziehen, wie notwendig ist, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten zwischen den Kräften, welche die Verteilerböden 8 von der Anlage an die Rotorplanflächen wegdrücken wollen, und den Kräften, welche dieselben an den Rotor andrücken wollen. Bei der Festlegung des für diesen Gleichgewichtszustand erforderlichen Verhältnisses von unter Druck stehender Innenfläche zu unter Druck stehender Außenfläche der Verteilerböden 8 ist der Umstand zu beachten, daß im Moment des Druckausgleiches zwischen dem unter Hochdruck und dem unter Niederdruck stehenden Kreislaufraum (beim Eingleiten der Sektorenkammern in die Schlitzbereiche), der Hochdruck im Gehäusedruckraum 21 auf die nach der schon genannten Beziehung sich einstellende Ausgleichsdruckhöhe absinkt. Steigt dann dieser Ausgleichsdruck im Pufferkessel 33 und damit im Gehäusedruckraum 21 durch die hieraus einsetzende Wirkung des Verdichters 22 wieder auf die gleiche Druckhöhe wie in der Hochdruckzone CD, so werden sich die Verteilerböden etwas stärker an die beiden Seiten des Rotors andrücken. Durch diese Konstruktion. welche das nachteilige Abheben der Abdichtstirnplatten und Umfangsdichtungen ausschließt, wird außerdem noch der unterschiedlichen Längendehnung des Rotors und Gehäusemantels durch ungleiche Temperaturen Rechnung getragen und die Andrückkräfte und somit Verschleiß und Antriebsleistung in Grenzen gehalten.
  • Als Unterschiede und Vorteile der erfindungsuemäßen Anordnung gegenüber den bisher bekannten Bauarten zeigen sich demnach: 1. Vollständiger Druckab- bzw. -aufbau in den Sektorenkammern, die durch die Überschleuszone EF bzw. GH in die Niederdruckzone AB bzw. Hochdruckzone CD eingeschleust werden. Dadurch keinerlei Druckschwankungen in der Niederdruck- bzw. Hochdruckzone der mit dem Regenerator verbundenen Anlage, die auf den Regenerator zurückzuführen sind.
  • 2. Durch die Anordnung des Pufferkessels 33 und des Gehäusedruckraumes 21 ist ein Hochdruckspeicherraum geschaffen, mit dessen Hilfe man den im Moment des Eingleitens der Sektorenkammern in den Schlitzbereichen eintretenden Druckausgleich, wie sich aus der Druckausgleichsbeziehung ergibt, beeinflussen kann.
  • 3. Durch die nach dem Druckausgleich anlaufende Durchströmung der Sektorenkammern im Bereich der Hochdrucküberschleuszone GH in Richtung G-H-32 werden eventuell aus der Niederdruckzone AB eingeschleuste, in der Hochdruckzone CD unerwüsnchte Beimengen in den Pufferkessel 33, der gleichzeitig auch als Abscheider ausgebildet sein kann, mitgenommen.
  • 4. Die an sich bekannten, die Überschleuszone bildenden kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten sowie die Umfangsdichtungen sind gemeinsam in Verteilerböden 8 angeordnet, und die Verteilerböden 8 legen sich beidseitig an die Rotorplandichtflächen 37 mit Andrückkräften an, die von Druck gebildet werden, welcher von dem Verdichter 22 innerhalb des dem eigentlichen Regenerator zugefügten geschlossenen Kreislaufes erzeugt wird.
  • Dadurch ergibt sich eine Anpassungsfähigkeit der Abdichtungsorgane an temperaturbedingte unterschiedliche Längenänderungen des Rotors sowie eine Verhinderung des Abhebens der Verteilerböden samt Abdichtungsorganen.

Claims (4)

  1. PATENT ANS PR UCHE: 1. Drehbarer Regenerator für mindestens zwei strömende Medien unterschiedlichen Druckes, insbesondere als Regenerativ-Wärmetauscher für Gasturbinenanlagen und Gaszerlegungsanlagen der Tiefkältetechnik, mit zylindrischem Rotor, welcher durch radiale Trennwände in mit Speichermaterial ausgefüllte Sektorenkammern unterteilt und beiderseits von kreissektorenförmigen Abdichtstirnplatten abgeschlossen ist, die mit einem oder mehreren Schlitzen für den Durchtritt eines Überschleusmediums versehen sind, wobei radiale Dichtungen und Umfangsdichtungen den Übergang des Überschleusmediums von einer Sektorenkammer in die andere verhindern und Druckausgleichverbindungen vorgesehen sind zwischen den Sektorenkammern, welche sich in der Überschleuszone zwischen der Hochdruckzone und der Niederdruckzone einerseits und der Überschleuszone zwischen der Niederdruckzone und der Hochdruckzone andererseits befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor und die Zu- und Abführungsleitungen für die Austauschmedien teilweise in einem druckdichten und von dem unter Druck stehenden Überschleusmedium gefüllten Gehäuse (20) untergebracht sind, wobei zwischen den das Gehäuse (20) seitlich abdichtenden Deckeln (19) und den beiderseits des Rotors liegenden, die Anschlußstutzen der Zu- und Abführleitungen für die Austausch- und Überschleusmedien enthaltenden Verteilerböden (8) Kompensatoren (15 und 16) vorgesehen sind, und der Gehäusedruckraum (21) durch Umfangsdichtungen (13) gegenüber der Niederdruck- und Hochdruckzone und der Niederdruck- und der Hochdrucküberschleuszone abgedichtet ist, und daß ein Verdichter (22) vorgesehen ist, der dem im Gehäusedruckraum (21) befindlichen Überschleusmedium einen Druck vermittelt, der annähernd gleich hoch ist wie der in der Hochdruckzone herrschende Druck, und mit seiner Saugleitung über die Überschleuszone (EF) zwischen der Hochdruckzone und der Niederdruckzone mit der Niederdruckseite (39) eines Druckminderventils (27) und mit seiner Druckleitung über die Überschleuszone (GH) zwischen der Niederdruckzone und der Hochdruckzone und über einen Pufferkessel bzw. Abscheider (33) mit der Hochdruckseite (38) des Druckminderventils (27) angeschlossen ist.
  2. 2. Drehbarer Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusedeckel (19) die Lagerung (6) für den Rotor (5) enthalten.
  3. 3. Drehbarer Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerböden (8) mit ihrer Nabe auf der Rotorwelle (5) in axialer Richtung beweglich angeordnet sind und Kolbenringe (44) sowie Umfangsdichtungen (14) die Druckräume der einzelnen Zonen zur Atmosphäre hin abdichten.
  4. 4. Drehbarer Regenerator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedruckraum (21) seinen Druck über die Leitung (35/36) vom Pufferkessel (33) erhält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 890 964, 842 948; schweizerische Patentschriften Nr. 292 543, 265 304; USA.Patentschrift Nr. 2 540 733.
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