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Regenerativer Lufterhitzer mit zylindrischer Tragkonstruktion Die
Erfindung betrifft regenerative Lufterhitzer, bei welchen die zylindrische Tragkonstruktion,
welche zur Aufnahme im wesentlichen gleicher, radial angeordneter Heizbleche durch
radiale und zylindrische Trenn- bzw. Zwischenwände in äußere und innere, ringsektorförmige
Räume im wesentlichen gleicher Breite und gleicher Stärke unterteilt ist, .die abwechselnd
vom wärmeabgebenden und vom wärmeaufnehmenden Mittel durchströmt werden. Es ist
dabei erforderlich, die Zu- und Abflußanschlüsse für die Mittel gegenüber den Stirnflächen
des zylindrischen Wärmeaustauschkörpers abzudichten.
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Bei den bekannten Bauarten werden für diese Dichtung der Zu- und Abflußanschlüsse
am inneren und äußeren Umfang des Wärmeaustauschkörpers ringförmige Labyrinthdichtungen
verwendet, während die radiale Abdichtung der sektorförmigen Anschlußquerschnitte
durch ebenfalls sektorförmige Dichtungsplatten erfolgt, die an jeweils einer radialen
Kante eines Zu- oder Abflußstutzens, und zwar an deren Stirnkante angeordnet sind,
wobei die Dichtungsplatten Form und Größe eines Sektors des Wärmeaustauschkörpers
aufweisen und auf federnden Blechlamellen schleifen, die an den Stirnkanten der
Sektortrennwände des Wärmeaustauschkörpers befestigt sind. Wenn ein solcher Wärmeaustauscher
wie üblich beispielsweise in zwölf Sektoren unterteilt ist, dann werden durch diese
beiderseitigen radialen Dichtungsplattenpaare zwischen den Anschlußquerschnitten
für die strömenden Mittel zwei volle Sektoren gegen die Strömung völlig abgedeckt,
so daß etwa 17 01o der gesamten Heizfläche für den Wärmeaustausch ungenutzt bleiben,
entsprechend den beiden »toten Sektoren«.
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Es ist zur Behebung dieses Nachteils bereits bekannt, die Stirnkanten
der radial angeordneten Heizbleche aus der Tragkonstruktion vorstehen zu lassen
und als Dichtkanten zu benutzen. Auf diese Weise ist es möglich, sehr schmale radiale
Dichtleisten an den Anschlüssen vorzusehen, und somit die toten Sektoren zu vermeiden.
Eine solche Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß die Stirnkanten der Heizbleche,
die nur eine Stärke von 0,6 mm haben, schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit
korrodieren, so daß dann eine einwandfreie Abdichtung nicht mehr gewährleistet ist.
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Gemäß der Erfindung soll nun die Anordnung zur dauerhaften, radialen
Abdichtung unter Verwendung schmaler, radialer Dichtleisten an den Anschlüssen durch
zusätzliche, radiale Kammerwände herbeigeführt werden, durch welche die ringsektorförmigen
Räume jeweils in schmale Kammern von ebenfalls im wesentlichen gleicher mittlerer
Breite aufgeteilt sind, wobei die Heizblechpakete nach innen um ein gewisses Maß
hinter den mit den Zwischenwänden bündig stehenden Stirnkanten der Kammerwände zurückstehen,
während die Anschlüsse radial verlaufende Dichtleisten aufweisen, deren Abstand
in Umfangsrichtung der mittleren Kammerbreite entspricht.
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Eine derartige Konstruktion weist also im Unterschied zu der eingangs
erwähnten bekannten .den Vorteil auf, daß der hohe Anteil der toten Sektoren an
der Gesamtfläche beträchtlich herabgesetzt ,ist und nur noch einen Bruchteil ausmacht,
so daß der Wirkungsgrad praktisch der gleiche ist, wie bei der an zweiter Stelle
beschriebenen, bekannten Ausführung, bei welcher die Stirnkanten der Heizbleche
unmittelbar als Abdichtung dienten, denn auch hier konnte eine gewisse Breite der
an den Anschlüssen vorgesehenen Dichtleisten deshalb nicht unterschritten werden,
weil mit den Undichtigkeiten der Heizbleche gerechnet und deshalb von den Dichtleisten
an den Anschlüssen stets eine größere Anzahl von Heizblechen zugleich erfaßt werden
muß.
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Dabei ist aber der Nachteil der an zweiter Stelle erwähnten bekannten
Ausführung ebenfalls beseitigt, weil nach der Erfindung die Kanten der Heizblechpakete
hinter den Stirnkanten der Kammerwände zurückstehen und deshalb keiner mechanischen
Beanspruchung ausgesetzt sind, so daß ihre Lebensdauer erheblich verlängert wird.
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Die Erfindung sichert weiterhin den Vorteil, daß im Hinblick auf die
große Anzahl von radialen Kaminerzwischenwänden, die nur in geringen Abständen voneinander
vorgesehen sind, die Tragkonstruktion schon bei Einhalten sehr geringer Wandstärken
eine ausreichende Festigkeit aufweist. Es ergibt sich hieraus zwangläufig auch eine
hohe Nachgiebigkeit der
radialen Kammerwände. Diese elastische Nachgiebigkeit
ermöglicht den Einbau von Sicherungsstegen für die Heizblechpakete, wobei diese
Stege im Zwischenraum zwischen den Regeneratorstirnflächen und den dahinter zurückliegenden
Heizblechpaketen untergebracht und gegenüber den Kammerwänden verankert werden können.
Sieht man z. B. lediglich je einen derartigen Steg in der Mitte der Kammerlänge
sowohl an der oberen als auch an der unteren Stirnfläche des Heizblechpakets vor,
so ist dieses Paket gegen axiale Verschiebung zuverlässig gesichert.
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Die Anordnung von Sicherungsstegen an der Tragkonstruktion von Wärmeaustauschern
ist bereits bekannt, wobei diese Stege auch lediglich an ihren Enden befestigt werden
und zwei Wände eines Aufnahmeraums verbinden, jedoch sind hierbei zwei derartige
Stege durch Querstege miteinander verbunden und dieses H-förmige Versteifungs- und
Sicherungsgebilde unlösbar mit der übrigen Konstruktion ver-< int. die wiederum
keine Tragkonstruktion darstellt, sondern Einsatzkästen in eine solche. Demgemäß
ist auch die Länge dieser Stegkonstruktionen erheblich größer als die der kurzen,
erfindungsgemäßen Stege, die von einer radialen Kammerwand zur gegenüberliegenden
herüberreichen.
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Es ist allerdings bekannt, ähnliche Sicherungskonstruktionen auch
lösbar auszubilden, jedoch bringt es die Eigenart dieser bekannten Konstruktion
mit sich, <taß die Verbindung über Schrauben od. dgl. erfolgen muß, nicht also
in der einfachen Weise, wie dies bei den Sicherungsstegen gemäß der Erfindung möglich
ist, wobei sowohl die Nachgiebigkeit der Kammerwände als auch die der Stege die
leichte Lösbarkeit und zugleich eine zuverlässige Sicherung der Heizpakete gewährleistet.
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Die Erfindung gibt demgegenüber in besonderem 'Maße die Möglichkeit,
einfache Verriegelungen gegenüber den Kammerwänden vorzusehen. So können an den
Stegenden Riegel vorgesehen sein, die in ent-#prechende Ausnehmungen an den Kammerstegen
ein-!;reifen. Die Stege können starr sein, da die Kammerwände nachgiebig sind. Es
empfiehlt sich aber, auch die Stege, die entsprechend den geringen Abständen der
Kammerwände voneinander kurz sind, dünnwandig auszubilden und sie zugleich so nachgiebig
zu halten, daß sie sich ohne Schwierigkeit in die Kaminerwand-Ausnehmungen einfügen
lassen.
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Die Zusammenstellung der Heizblechpakete, die im allgemeinen schon
nicht ganz einfach ist, bereitet nun >>esonders im vorliegenden Fall der Verwendung
einer gegeniiber den bekannten Ausführungen wesentlich erhöhten Anzahl von Kammern
große Mühe, zumal es schon grundsätzlich nicht möglich ist, Kammern "leicher Abmessungen
innerhalb einer Tragkonstruktion zu schaffen. Es ist deshalb eine sehr große Anzahl
unterschiedlicher bemessener Heizblechpakete anzufertigen.
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Die Erfindung sieht deshalb in dieser Hinsicht weiterhin ein besonderes
Verfahren zum Einbringen der Heizblechpakete einheitlicher Abmessung vor. Gemäß
der Erfindung soll nämlich jedes Heizblechpaket so hergestellt werden, daß es in
radialer Richtung, d. h. also in der mittleren Ebene der Heizbleche, auf genaues
Maß gearbeitet ist, während in senkrechter Richtung hierzu, in welcher glatte und
gewellte oder in anderer Weise räumlich geformte Heizbleche abzuwechseln pflegen,
ein Übermaß hergestellt wird. Es ;oll dann vor dem Einbringen dieser einheitlichen
Pa-1<ete jedes Paket so zusammengedrückt werden, daß <.; in die Kammer eingeführt
werden kann. Diese Art des Einbringens kann verschiedene Abwandlungen erfahren.
So ist es möglich, einstellbare Preßvorrichtungen zu machen und einheitliche Pakete
durch diese Preßvorrichtungen in der Weise und unter Auswahl geeigneter plastisch
verformbarer Werkstoffe so zu verformen, daß das Paket das jeweils innerhalb gewisser,
wenn auch geringfügiger Grenzen abgewandelte endgültiges Maß annimmt. Es ist aber
auch weiterhin möglich, die Pakete aus elastisch nachgiebigen Werkstoffen herzustellen,
wie (lies in der Regel und ,innerhalb der im Rahmen des Bekannten gegebenen Maßunterschiede
zwischen den Kammern bei Verwendung üblicher Bleche der Fall ist, das Paket auf
ein Untermaß zu drücken und mit diesem in die Kammer leicht und mit Spiel einzusetzen,
wonach der Druck auf das Paket aufgehoben wird, so daß es sich ausdehnt und passend
in der Kammer sitzt. Man kann weiterhin die Verhältnisse so gestalten, daß das Paket
sogar mit Vorspannung in den Kammerwänden haftet, so daß damit eine Verschiebung
vermieden wird. Unter Benutzung dieser Möglichkeit kann man an den Blechen gegenseitige
Nocken, Rasten od. dgl. vorsehen und auch die Kammerwände entsprechend so ausbilden,
daß eine zuverlässige Verankerung aller Teile miteinander erfolgt.
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Man kann auch die Heizblechpakete zunächst auf ein Untermaß zusammenpressen
und mit Vorspannung in die Kammern einsetzen, so daß sie sich nach dem Einbau elastisch
an die Kammerwände anlegen.
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In weiterer Abwandlung dieser Ausführungsform der Erfindung empfiehlt
es sich, die Pakete in gespanntem Zustand durch eine oder mehrere Vorrichtungen,
wie Bandagen, Drähte od. dgl. zusammenzuhalten, die vorzugsweise leicht lösbar ausgebildet
sein sollen. Die Lösungsstelle für die Haltevorrichtung l.ann dabei am besten so
gelegt werden, daß sie im Bereich der Stirnfläche der Heizblechpakete liegt, wobei
es allerdings nötig ist, darauf zu achten, daß bei dieser Anordnung vielfach die
den Kammerwänden benachbarten Teile, z. B. eine Bandage, parallel zu den Wellen
der räumlich verformten Zwischenbleche verlaufen und gegebenenfalls durch zusätzliche
Mittel dafür Sorge getragen werden muß, daß das Paket an den Enden nicht auseinander
federt. Man kann dies z. B. durch Verwendung von Versteifungsmitteln an den glatten
Blechen erreichen. welche den Kammerwänden benachbart sind, man kann aber auch mehrere
Bandagen an jedem Paket vorsehen, so z. B. zwei endständige anstatt - gemäß der
einfachsten Ausführung - einer in der :litte vorgesehenen.
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Die Zeichnung stellt einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dar.
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Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf die Stirnfläche der Tragkonstruktion
in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 eine Teilansicht der Tragkonstruktion nach
dem Einbau der Heizbleche.
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Fig. 3 ein Heizblechpaket.
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Die Tragkonstruktion besteht aus einem äußeren, zylindrischen Gehäuse
5 und einer inneren zylindrischen Wandung 6 und ist in an sich bekannter Weise durch
radiale starre Trennwände 7 in zwölf gleiche Sektoren unterteilt. Gleichachsig zu
dem Gehäuse sind in weiterhin bekannter Weise weitere zylindrische Zwischenwände
8, 9 und 10 in gleichen Abständen zueinander und zu der inneren und äußeren Gehäusewandung
angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Unterteilung in schmale Kammern ist in den äußeren
Ringräumen eines Sektors dargestellt und wird durch Einbau von mehreren dünnwandigen
zusätzlichen radialen Kammerwänden
11 in den Ringsektoren zwischen
den zylindrischen Zwischenwänden 8, 9 und 10 und entsprechende Anzahlen in den anderen
Ringsektoren erreicht. Es versteht sich, daß die Wandstärken der radialen Trennwände
7 und der zylindrischen Zwischenwände 8, 9 und 10 mit Rücksicht auf die zusätzlichen
Versteifungen durch die erfindungsgemäßen Kammerwände 11 geringer gehalten
werden können, als dies bisher der Fall war.
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Die riegelartig ausgebildeten Enden 12 von nachgiebigen, dünnwandigen
und kurzen Sicherungsstegen 13 greifen in Schlitzöffnungen 14 der Kammerwände 11
ein.
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Die zylindrischen Zwischenwände 8, 9 und 10 befinden sich in gleichem
Abstand voneinander und werden durch die in dichtem Abstand nebeneinanderliegenden
elastischen Kammerwände 11 miteinander verbunden. Die mittleren Abstände dieser
Kammerwände 11 voneinander sind gleich, während die Zentriwinkel unterschiedlich
sind. Die Blechpakete 15 sind mit Vorspannung zwischen die Kammerwände 11 eingefügt
und werden zusätzlich durch die Stege 13 gegen axiale Verschiebung gesichert.
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Fig. 3 zeigt ein Heizblechpaket 15, das gemäß der Erfindung unter
Spannung gesetzt und zusammengedrückt ist und in diesem Einbauzustand durch zwei
Bandagen 16 gehalten wird, wobei die Breite der Bandagen in diesem Fall so gewählt
ist, daß sie in einem Wellental der räumlich verformten Bleche Aufnahme finden.
Die Schlösser 17 befinden sich hierbei im Bereich der Stirnflächen, so daß sie nach
dem Einbau leicht gelöst und die Bandagen herausgezogen werden können, woraufhin
das Blechpaket auseinander federt.