DE1121635B - Rotating regenerative heat exchanger with increasing or decreasing flow cross-sections for the heat-exchanging media - Google Patents

Rotating regenerative heat exchanger with increasing or decreasing flow cross-sections for the heat-exchanging media

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DE1121635B
DE1121635B DED27887A DED0027887A DE1121635B DE 1121635 B DE1121635 B DE 1121635B DE D27887 A DED27887 A DE D27887A DE D0027887 A DED0027887 A DE D0027887A DE 1121635 B DE1121635 B DE 1121635B
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DE
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storage body
heat exchanger
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heat
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Dipl-Ing Eberhard Tiefenbacher
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • 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
    • F28D19/045Regenerative 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 with radial flow through the intermediate heat-transfer medium
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    • F28D19/041Regenerative 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 with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
    • F28D19/042Rotors; Assemblies of heat absorbing masses
    • F28D19/044Rotors; Assemblies of heat absorbing masses shaped in sector form, e.g. with baskets

Description

Rotierender Regenerativ-Wärmetauscher mit zu- bzw. abnehmenden Durchströmquerschnitten für die wärmetauschenden Medien Die sogenannten Regenerativ-Wärmetauscher arbeiten mit rotierenden, wärmeaustauschenden Flächen, die während ihrer Bewegung zunächst mit dem heißen und dann mit dem aufzuheizenden Medium in Berührung kommen. Regenerativ-Wärmetauscher werden insbesondere in Verbindung mit Gasturbinen benutzt. Sie übertragen einen Teil der Wärmeenergie der heißen Turbinenabgase auf die vom Verdichter kommende Verbrennungsluft.Rotating regenerative heat exchanger with increasing or decreasing flow cross-sections for the heat-exchanging media The so-called regenerative heat exchangers work with rotating, heat-exchanging surfaces that initially move during their movement come into contact with the hot medium and then with the medium to be heated. Regenerative heat exchanger are particularly used in connection with gas turbines. They transfer one Part of the thermal energy of the hot turbine exhaust gases on that coming from the compressor Combustion air.

Wärmespeichernde Regenerator-Matrizen können so ausgeführt werden, daß ein gewelltes und ein glattes Blechband entweder spiralförmig aufeinandergewickelt werden (Scheibenbauweise) oder daß aus glattem und gewelltem Blech hergestellte Kreisringe nebeneinanderliegen (Trommelbauweise). Bei der Scheibenbauweise erfolgt die Durchströmung axial, bei der Trommelbauweise radial.Heat-storing regenerator matrices can be designed in such a way that that a corrugated and a smooth sheet metal band either wound spirally on top of one another (disc construction) or that made of smooth and corrugated sheet metal Circular rings lie next to each other (drum construction). In the case of the slice construction the flow through axially, in the case of the drum design radially.

Beim Durchströmen des Speicherkörpers gibt das heiße Abgas Wärme an die Bleche ab und erleidet dabei eine erhebliche Volumenverringerung. Damit verbunden ist eine starke Geschwindigkeitsabnahme, die Ablösungen und Druckverlust zur Folge hat. Diese Erscheinung wird bei den meistverwendeten Trommelregenerativ-Wärmetauschern noch dadurch gefördert, daß sich der durchströmte Querschnitt in der Richtung, in der das Gas strömt, vergrößert. Entsprechend liegen die Verhältnisse auf der Luftseite. Die Luft erwärmt sich beim Durchströmen des Speicherkörpers und erfährt damit eine erhebliche Volumenzunahme.When flowing through the storage body, the hot exhaust gas gives off heat the sheets and suffers a considerable reduction in volume. Associated with it is a strong decrease in speed, which results in detachment and loss of pressure Has. This phenomenon is common in most of the drum regenerative heat exchangers still promoted by the fact that the flow cross-section in the direction in that the gas flows is enlarged. The conditions are accordingly on the air side. The air heats up as it flows through the storage body and experiences a significant increase in volume.

Es sind bereits rotierende Regenerativ-Wärmetauscher für Gasturbinen bekannt, deren Rotor ringförmig ausgebildet ist und bei denen die durchströmten Querschnitte des Speicherkörpers sich in der Richtung, in der das heiße Medium strömt, verengen und sich in der Richtung, in der das aufzuheizende Medium strömt, erweitern. Solche Regenerativ-Wärmetauscher sollen durch die Erfindung verbessert werden. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß insbesondere die Volumenverringerung der heißen Gase während des Wärmeaustausches mit einer starken Geschwindigkeitsabnahme verbunden ist, die ihrerseits Ablösungen und Druckverluste zur Folge hat, welche den Wirkungsgrad des Wärmetauschers entscheidend beeinträchtigen.There are already rotating regenerative heat exchangers for gas turbines known whose rotor is annular and in which the flow Cross-sections of the storage body are in the direction in which the hot medium flows, narrow and widen in the direction in which the medium to be heated flows. Such regenerative heat exchangers are intended to be improved by the invention. Here the invention is based on the knowledge that in particular the volume reduction of the hot gases during the heat exchange with a sharp decrease in velocity is connected, which in turn results in detachments and pressure losses, which decisively affect the efficiency of the heat exchanger.

Die Erfindung besteht darin, daß der Speicherkörper trapezförmigen Querschnitt aufweist und die dadurch erzielte Querschnittsänderung zumindest annähernd der Volumenänderung der durchströmenden Gase, welche durch den Wärmeaustausch bedingt ist, entspricht. Der trapezförmige Querschnitt kann sich dabei entweder radial nach außen oder in axialer Richtung verjüngen oder erweitern.The invention consists in that the storage body is trapezoidal Has cross-section and at least approximately the change in cross-section achieved thereby the change in volume of the gases flowing through, which is caused by the heat exchange is, corresponds. The trapezoidal cross-section can either move radially taper or widen on the outside or in the axial direction.

Um günstige Voraussetzungen für eine möglichst wirksame Abdichtung zu schaffen, werden bei dem erfindungsgemäßen Speicherkörper die Bleche vorzugsweise in an sich bekannter Weise radial angeordnet. Bei dieser Anordnung werden zweckmäßigerweise die äußeren Kanäle des Speicherkörpers, die an die Tragringe anstoßen, mit Lot, Klebemittel od. dgl. ausgefüllt, und zwar so, daß die Bleche mit den Tragringen abdichtend verbunden sind. Auf diese Weise wird eine gute Abdichtung des Speicherkörpers gegenüber den Tragringen erzielt und damit ein überströmen des Mediums, das unter einem höheren Druck steht, in den Ringsektor des zweiten Mediums, das unter einem geringeren Druck steht, weitgehend vermieden.In order to create favorable conditions for the most effective sealing possible to create, the metal sheets are preferably used in the storage body according to the invention arranged radially in a manner known per se. With this arrangement are expedient the outer channels of the storage body, which abut the support rings, with solder, Adhesive or the like. Filled in such a way that the metal sheets with the support rings are sealingly connected. In this way, a good seal of the storage body is achieved achieved compared to the support rings and thus an overflow of the medium that is under a higher pressure is in the ring sector of the second medium, which is under a lower pressure is largely avoided.

Die Schwierigkeiten hinsichtlich der Abdichtung der beiden Medien gegeneinander können weiter dadurch behoben werden, daß ein Grundkörper von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt vorgesehen wird, in den der trapezförmige Speicherkörper eingesetzt wird.The difficulties in sealing the two media against each other can be further corrected in that a base body of rectangular or square cross-section is provided in which the trapezoidal storage body is used.

Um weitere Druckverluste in dem Speicherkörper zu verhindern, wird in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die Bleche des Speicherkörpers in an sich bekannter Weise mit einer Krümmung zu versehen, die am Ein- bzw. Austritt des Speicherkörpers den Richtungen der Relativgeschwindigkeiten der strömenden Medien entspricht. Auf diese Weise werden Stoßverluste und Ablösungen in den Kanälen vermieden, und der Gesamtwirkungsgrad wird gehoben.In order to prevent further pressure losses in the storage body Proposed in a further embodiment of the inventive concept, the sheets of the To provide storage body in a known manner with a curvature that on Entry or exit of the storage body the directions of the relative speeds corresponds to the flowing media. In this way, shock losses and detachments are avoided avoided in the channels, and the overall efficiency is increased.

Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich, wenn man die vorgeschlagene neue Bauweise kombiniert mit der Verwendung von nur ebenen Blechen als wärmeaustauschende Flächen, wobei diese Bleche in an sich bekannter Weise mit Sicken oder Warzen versehen sind, um sie gegenseitig auf Distanz zu halten und abzustützen.Other significant advantages result from the proposed new construction combined with the use of only flat sheets as heat exchanging Surfaces, these sheets being provided with beads or warts in a manner known per se to keep them at a distance and to support them.

Bei gleichem hydraulischem Durchmesser ist die Wärmeübergangszahl größer als bei jeder anderen Kanalform. Weiterhin können mit der vorgeschlagenen neuen Bauweise ohne Schwierigkeiten außerordentlich kleine hydraulische Durchmesser verwirklicht werden, wodurch sich die Wärmeübergangszahl weiter erhöht. Mit kleinerem hydraulischem Durchmesser ist zwar ein erhöhter Druckverlust verbunden, doch läßt sich dieser dadurch vermeiden, daß infolge der erhöhten Wärmeübergangszahl die wärmeaustauschende Fläche verringert werden kann. Zweckmäßigerweise wird dabei die in Strömungsrichtung sich erstreckende Länge des Speicherkörpers verringert. Auf diese Weise erhält man Speicherkörper, die bei gleichem Wämeaustauschgrad und gleichem Druckverlust wesentlich weniger wärmeaustauschende Bleche und damit wesentlich geringeres Bauvolumen und Baugewicht ergeben. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da das für die Bleche des Speicherkörpers verwendete Material hochlegierter, warmfester Stahl von entsprechend hohem Preis ist. Die Anwendung von nur ebenen Blechen in der vorgeschlagenen Form bringt eine beträchtliche Vereinfachung in der Fertigung der Bleche mit sich. Während bei einer anderen Form der Bleche komplizierte Werkzeuge und Vorrichtungen erforderlich waren, die die Wellungen und die kreisringförmige Ausbildung der Bleche erzeugten, genügt jetzt ein einfaches Stanzwerkzeug, das in einem Arbeitsgang die Bleche zuschneidet und die erforderlichen Sicken bzw. Warzen einprägt.If the hydraulic diameter is the same, the heat transfer coefficient is larger than any other canal shape. You can also use the proposed new construction without difficulty, extremely small hydraulic diameters can be realized, whereby the heat transfer coefficient increases further. With a smaller one hydraulic diameter is associated with an increased pressure loss, but leaves Avoid this by the fact that, due to the increased heat transfer coefficient, the heat exchanging Area can be reduced. Appropriately, the in the flow direction extending length of the storage body is reduced. That way you get Storage body, which is essential with the same degree of heat exchange and the same pressure loss less heat-exchanging sheet metal and thus significantly lower construction volume and Construction weight result. This is particularly important because the Sheets of the storage body used material high-alloy, heat-resistant steel from is correspondingly high price. The use of only flat sheets in the proposed Form brings about a considerable simplification in the manufacture of the sheets. While with another form of the sheet metal complicated tools and devices were required, the corrugations and the circular formation of the sheets generated, a simple punching tool is now sufficient to produce the Cuts sheet metal and stamps the required beads or warts.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Bauform ist der, daß der Speicherkörper als selbsttragende Einheit ausgebildet werden kann, die nur aus den Ringen und den mit diesen durch Lötung oder Schweißung verbundenen Blechen besteht. Dies bedeutet gegenüber den seither üblichen Ausführungsformen, bei denen noch weitere, ein Gerippe oder ein Skelett bildende Glieder notwendig sind, eine Gewichtsersparnis und Fertigungsvereinfachung. Die Ausführungen als selbsttragende Einheit sind nicht auf die Verwendung von nur ebenen Blechen beschränkt, sondern können auch bei Verwendung der gewellten Bleche durchgeführt werden, sofern diese nach dem eingangs gemachten Vorschlag radial angeordnet sind.Another advantage of the proposed design is that the Storage body can be designed as a self-supporting unit that consists only of the Rings and the sheets connected to these by soldering or welding. This means compared to the usual embodiments since then, in which even more, a framework or a skeleton-forming members are necessary, a weight saving and manufacturing simplification. The designs as a self-supporting unit are not limited to the use of flat sheets only, but can also be used when using of the corrugated sheets are carried out, provided that this is done according to the above Proposal are arranged radially.

Schließlich läßt sich die oben beschriebene Verjüngung bzw. Erweiterung bei Anwendung von nur ebenen Blechen besonders leicht verwirklichen.Finally, the tapering or enlargement described above can be achieved Realize particularly easily when using only flat sheets.

Um eine Verringerung des Austauschgrades infolge Wärmelängsleitung innerhalb der Bleche des Speicherkörpers zu vermeiden, wird vorgeschlagen, die Bleche quer zur Strömungsrichtung der Medien mit Verjüngungen zu versehen, welche die Wärmeleitung innerhalb der Bleche hemmen.A reduction in the degree of exchange due to longitudinal heat conduction To avoid inside the sheets of the storage body, it is proposed to use the sheets to be provided with tapers transversely to the direction of flow of the media, which facilitate heat conduction inhibit inside the sheets.

Der Speicherkörper kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als an sich bekannter Drahtspeicherkörper ausgebildet sein, aus keramischen Werkstoffen bestehen oder mit Füllkörpern, beispielsweise mit Kugeln, ausgefüllt sein, die gegebenenfalls unterschiedliche Größe aufweisen können.The storage body can in a further embodiment of the invention as known wire storage body be formed from ceramic materials exist or be filled with fillers, for example with balls, which optionally can be of different sizes.

In für die Erfindung vorteilhafter Weise wird ein solcher aus Draht bestehender Speicherkörper aus Drahtgewebe verschiedener Drahtstäke und Maschenweite hergestellt, die so gebildet sind, daß die erwünschte Querschnittsveränderung erreicht wird. Der Speicherkörper kann auch aus zwei oder mehreren Drahtgewebepaketen bestehen, wobei in jedem Paket jeweils ein gleiches Gewebe enthalten ist und die Drahtstärken und die Maschenweiten in den einzelnen Paketen verschieden sein können.In an advantageous manner for the invention, such a wire is made Existing storage body made of wire mesh of various wire thicknesses and mesh sizes produced, which are formed so that the desired change in cross-section is achieved will. The storage body can also consist of two or more wire mesh packages, Each package contains an identical fabric and the wire size and the mesh sizes in the individual packages can be different.

Für die Lebensdauer des Wärmetauschers ist es besonders vorteilhaft, wenn für den Aufbau des Speicherkörpers Materialien verwendet werden, die auf der Seite des Speicherkörpers eine höhere Warmfestigkeit aufweisen als auf der kalten Seite. Bei der Verwendung von Drahtgewebepaketen ist es in diesem Sinne besonders zweckmäßig, wenn das Drahtgewebepaket auf der heißen Seite eine höhere Warmfestigkeit aufweist als das Drahtgewebepaket auf der kalten Seite.For the service life of the heat exchanger, it is particularly advantageous to if materials are used for the construction of the storage body that are based on the Side of the storage body have a higher heat resistance than on the cold one Page. When using wire mesh packages, it is special in this sense Useful if the wire mesh package has a higher heat resistance on the hot side than the wire mesh package on the cold side.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind zwei Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die in schematischer Darstellung in den Zeichnungen wiedergegeben sind.Further details of the invention are two exemplary embodiments refer to, which is reproduced in a schematic representation in the drawings are.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch den Ringkörper des Wärmetauschers nach dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 zeigt in etwas kleinerem Maßstab eine Ansich nach Pfeil 11 der Fig. 1; Fig.3 zeigt in etwas kleinerem Maßstab einen Schnitt nach 111-111 der Fig. 1 und 2; Fig. 4 zeigt einen axialen Schnitt durch den Ringkörper des Wärmetauschers nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 zeigt in etwas kleinerem Maßstab eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V nach Fig. 4; Fig.6 zeigt einen in die Zeichenebene gelegten Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4 und 5.Fig. 1 shows an axial section through the ring body of the heat exchanger according to the first embodiment; Fig. 2 shows a on a slightly smaller scale View according to arrow 11 of FIG. 1; 3 shows a section on a somewhat smaller scale after 111-111 of Figures 1 and 2; Fig. 4 shows an axial section through the ring body of the heat exchanger according to the second embodiment, Fig. 5 shows a little smaller Scale is a view in the direction of arrow V in FIG. 4; Fig. 6 shows an in The section along the line VI-VI of FIGS. 4 and 5 on the plane of the drawing.

Ein Regenerativ-Wärmetauscher mit einem ringförmigen Körper, der trapezförmigen Querschnitt aufweist und bei dem der Querschnitt sich radial nach außen verjüngt, ist in Fig. 1 dargestellt. Der Speicherkörper nach Fig. 1 wird von den beiden Medien radial durchströmt. Der Pfeil G gibt die Strömung der heißen Abgase wieder, der Pfeil L die der Luft, wobei die Luft den ringförmigen Körper des Regenerativ-Wärmetauschers an einer anderen Stelle durchströmt als die Abgase. Wie ohne weiteres zu ersehen ist, verringert sich der Durchtrittsquerschnitt für das Gas in Strömungsrichtung, während sich der für die Luft erweitert. Die Erweiterung bzw. die Verringerung des Querschnittes wird zweckmäßigerweise der thermischen Expansion bzw. Kontraktion des Gases angepaßt. Die Veränderung des Querschnittes kann eventuell auch so weit getrieben werden, daß auf der Heißgasseite eine leichte Beschleunigung der Strömung eintritt. Wie rein schematisch angedeutet, besteht der Speicherkörper aus glatten Blechen 1 und gewellten Blechen 2, die abwechselnd aufeinanderfolgen und vorzugsweise außerdem gewölbt sind. Auf diese Weise werden zahlreiche Kanäle 3 gebildet. Die äußeren Kanäle, d. h. die Kanäle, die an die Tragringe 4 und 5 angrenzen, sind zum Zwecke der Abdichtung der übrigen, weiter innen liegenden Kanäle mit Lot gefüllt. Die Bleche des Speicherkörpers sind zwischen die Tragringe 4 und 5 eingefügt. In Fig. 1 liegt vorn ein glattes Blech 1 des Speicherkörpers, dessen Wölbung durch Schattenangabe dargestellt ist. Der rechtwinklig zur Drehachse 6 des Wärmetauschers gelegte Schnitt 111-111, der in Fig. 3 dargestellt ist, gibt die Krümmung der radial angeordneten Bleche wieder. In den Fig. 1, 3 und 6 sind der übersichtlichkeit halber nur die Bleche 1 dargestellt. Die gewellten Bleche 2 sind in gleicher Weise gekrümmt. Nach Fig. 3 besteht in dem Ausführungsbeispiel die Krümmung der Bleche 1 aus einem Kreisbogen mit konstantem Radius R.A regenerative heat exchanger with an annular body which has a trapezoidal cross section and in which the cross section tapers radially outward is shown in FIG. 1. The storage body according to FIG. 1 is flowed through radially by the two media. The arrow G shows the flow of the hot exhaust gases, the arrow L that of the air, the air flowing through the annular body of the regenerative heat exchanger at a different point than the exhaust gases. As can be readily seen, the passage cross-section for the gas decreases in the direction of flow, while that for the air widens. The expansion or reduction of the cross section is expediently adapted to the thermal expansion or contraction of the gas. The change in the cross section can possibly also be driven so far that a slight acceleration of the flow occurs on the hot gas side. As indicated purely schematically, the storage body consists of smooth metal sheets 1 and corrugated metal sheets 2, which alternately follow one another and are preferably also curved. In this way, numerous channels 3 are formed. The outer channels, ie the channels which adjoin the support rings 4 and 5, are filled with solder for the purpose of sealing the remaining channels further inside. The metal sheets of the storage body are inserted between the support rings 4 and 5. In Fig. 1 is a smooth sheet metal 1 of the storage body at the front, the curvature of which is shown by shadow indication. The section 111-111, which is at right angles to the axis of rotation 6 of the heat exchanger and which is shown in FIG. 3, reproduces the curvature of the radially arranged metal sheets. In Figs. 1, 3 and 6, only the sheets 1 are shown for the sake of clarity. The corrugated sheets 2 are curved in the same way. According to FIG. 3, in the exemplary embodiment, the curvature of the metal sheets 1 consists of an arc of a circle with a constant radius R.

Fig. 4 gibt einen axialen Schnitt durch den Ringkörper des Wärmetauschers wieder, der gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der sich in axialer Richtung verjüngt bzw. erweitert. Die Strömungsverhältnisse sind bei dem Querschnitt nach Fig.4 entsprechend den bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1. Der Pfeil G bezeichnet die Strömungsrichtung des Gases an einer Stelle und L die der Luft an einer anderen Stelle des Wärmetauschers. Die Fig. 1 bis 6 weisen die gleichen Bezugsziffern für die entsprechenden Einzelteile des Ringkörpers auf. Zum besseren Erkennen der Lage der Bleche ist der an sich bogenförmige Schnitt VI-VI in Fig. 6 eben dargestellt worden.Fig. 4 gives an axial section through the ring body of the heat exchanger again, which according to the second embodiment has a trapezoidal cross-section which tapers or widens in the axial direction. The flow conditions are in the cross section according to Figure 4 corresponding to those in the embodiment according to FIG. 1. The arrow G indicates the direction of flow of the gas at one Place and L that of the air at another point of the heat exchanger. Fig. 1 to 6 have the same reference numerals for the corresponding individual parts of the ring body on. For a better recognition of the position of the sheets, the cut itself is arcuate VI-VI in Fig. 6 has just been shown.

Zur besseren Abdichtung der beiden Medien gegeneinander können die in den Fig. 1 und 4 dargestellten, mit trapezförmigem Querschnitt versehenen Ringkörper in nicht dargestellte Grundkörper von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt angeordnet werden. Der aktive, trapezförmige Teil kann in diesen Grundkörper eingesetzt und darin dichtend verschweißt werden.To better seal the two media against each other, the 1 and 4 shown, provided with a trapezoidal cross-section annular body in base body, not shown, of rectangular or square cross-section to be ordered. The active, trapezoidal part can be used in this base body and welded in them to form a seal.

Zur Erhöhung der Wärmeübergangszahl wird weiter vorgeschlagen, an Stelle der wellen- oder zickzackförmigen Bleche 2 nur ebene Bleche 1 zu verwenden und diese mit Sicken oder Warzen zu versehen, welche die Bleche 1 auf Distanz halten. Auf diese Weise kann die Wärmeübergangszahl bei gleichem hydraulischem Durchmesser wesentlich gesteigert werden. Die Anbringung von Sicken und Warzen geeigneter Größe ermöglicht weiterhin, die Bleche möglichst eng aneinanderzulegen. Selbstverständlich ist hiermit ein Druckverlust verbunden. Der Druckverlust kann jedoch wieder aufgehoben oder sogar verringert werden, wenn die Länge der Kanäle, d. h. der wärmeaustauschende Querschnitt und damit die Bleche selbst verkürzt werden, was ohne weiteres bei dem verbesserten Wärmeübergang durchgeführt werden kann, ohne daß die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers verringert wird.To increase the heat transfer coefficient, it is also proposed to Instead of the wave-shaped or zigzag-shaped sheets 2, only use flat sheets 1 and to provide these with beads or warts that keep the sheets 1 at a distance. In this way, the heat transfer coefficient can be achieved with the same hydraulic diameter can be increased significantly. The application of beads and warts of suitable size also enables the metal sheets to be placed as close together as possible. Of course this is associated with a loss of pressure. However, the pressure loss can be reversed or even be reduced if the length of the channels, i.e. H. the heat exchanger Cross-section and thus the sheets themselves are shortened, which is easy with the improved heat transfer can be carried out without affecting the performance of the heat exchanger is reduced.

Die heißen Abgase der Turbinen, die ihre Wärme an die aufzuheizende Verbrennungsluft abgeben sollen, werden naturgemäß am Eintritt in den Wärmetauscher die Bleche des Speicherkörpers stärker erhitzen als am Austritt. Hierdurch ist die Tendenz gegeben, daß innerhalb der Bleche eine Wärmeleitung vom heißeren zum kühleren Ende erfolgt und daß dadurch eine Verringerung des Austauschgrades eintritt. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, diese Wärmeverluste durch die Anbringung die Wärmeleitung hemmender Mittel innerhalb der Bleche zu verhindern. Insbesondere sollen in den Blechen in der Zeichnung nicht näher dargestellte Verjüngungen angebracht werden, die sich quer zur Strömungsrichtung erstrecken.The hot exhaust gases from the turbines transfer their heat to the turbine to be heated Combustion air is to be given off, of course, at the entry into the heat exchanger heat the plates of the storage body more than at the outlet. This is the There is a tendency that heat conduction from the hotter to the cooler within the sheets End takes place and that this results in a reduction in the degree of exchange. It is therefore further proposed to reduce this heat loss by attaching the To prevent heat conduction inhibiting agents within the sheets. In particular, should in the sheets in the drawing not shown tapers attached that extend transversely to the direction of flow.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rotierender Regenerativ-Wärmetauscher für Gasturbinen, dessen Rotor ringförmig ausgebildet ist und bei dem die durchströmten Querschnitte des Speicherkörpers sich in der Richtung, in der daß heiße Medium strömt, verengen und sich in der Richtung, in der das aufzuheizende Medium strömt, erweitern, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper trapezförmigen Querschnitt aufweist und die dadurch erzielte Querschnittsänderung zumindest annähernd der Volumenänderung der durchströmenden Gase, welche durch den Wärmeaustausch bedingt ist, entspricht. PATENT CLAIMS: 1. Rotating regenerative heat exchanger for gas turbines, the rotor of which is ring-shaped and in which the cross-sections of the storage body through which the medium flows, narrow in the direction in which the hot medium flows and in the direction in which the medium to be heated flows, expand, characterized in that the storage body has a trapezoidal cross-section and the change in cross-section achieved thereby corresponds at least approximately to the change in volume of the gases flowing through, which is caused by the heat exchange. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 in Trommelbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß sich der trapezförmige Querschnitt radial nach außen verjüngt oder erweitert. 2. Heat exchanger according to claim 1 in drum construction, characterized in that the trapezoidal cross-section tapers or widens radially outwards. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 in Scheibenbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß sich der trapezförmige Querschnitt in axialer Richtung verjüngt oder erweitert. 3. Heat exchanger according to claim 1 in disc construction, characterized in that the trapezoidal cross-section tapers or widens in the axial direction. 4. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper aus Blechen (1, 2) besteht, die in an sich bekannter Weise radial angeordnet sind. 4. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Storage body consists of metal sheets (1, 2) which, in a manner known per se, radially are arranged. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kanäle des Speicherkörpers mit Lot, Klebemittel od. dgl. gefüllt sind, so daß die Bleche (1, 2) des Speicherkörpers mit den Tragringen (4, 5) abdichtend verbunden sind. 5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the outer channels of the storage body with solder, adhesive or the like. Are filled, so that the metal sheets (1, 2) of the storage body with the support rings (4, 5) are sealingly connected are. 6. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der trapezförmige Speicherkörper in einem Gundkörper von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt liegt. 6. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that that the trapezoidal storage body in a basic body of rectangular or square Cross-section lies. 7. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (1, 2) des Speicherkörpers in an sich bekannter Weise eine Krümmung aufweisen, die am Ein- bzw. Austritt des Speicherkörpers den Richtungen der Relativgeschwindigkeiten der strömenden Medien entspricht. B. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von wellen- oder zickzackförmigen Blechen nur ebene Bleche als wärmeaustauschende Flächen Verwendung finden, die in an sich bekannter Weise Sicken oder Warzen aufweisen, durch die sie auf die nötige Distanz gehalten werden. 9. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (1, 2) quer zur Strömungsrichtung der Medien Verjüngungen aufweisen, die die Wärmeleitung innerhalb der Bleche hemmen. 10. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper als selbsttragende Einheit ausgebildet ist. 11. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper als an sich bekannter Drahtspeicherkörper ausgebildet ist. 12. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper in an sich bekannter Weise aus keramischen Werkstoffen besteht oder mit Füllkörpern, beispielsweise mit Kugeln, ausgefüllt ist. 13. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicherkörper Drahtgewebe von verschiedener Drahtstärke und Maschenweite verwendet werden, die so gebildet sind, daß die erwünschte Querschnittsveränderung erreicht wird. 14. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkörper aus zwei oder mehreren Drahtgewebepaketen besteht, wobei in jedem Paket jeweils ein gleiches Gewebe enthalten ist, und daß die Drahtstärken und die Maschenweiten in den einzelnen Paketen verschieden sind. 15. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für den Aufbau des Speicherkörpers Materialien verwendet werden, die auf der Seite des Speicherkörpers eine höhere Warmfestigkeit aufweisen als auf der kalten Seite, und daß insbesondere das Drahtgewebepaket auf der heißen Seite eine höhere Warmfestigkeit aufweist als das Drahtgewebepaket auf der kalten Seite. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 914 049, 824 212, 818960, 575365, 492449, 477757, 415391, 402 314; schweizerische Patentschrift Nr. 313 656.7. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the metal sheets (1, 2) of the storage body have a curvature in a manner known per se, which at the inlet and outlet of the storage body corresponds to the directions of the relative speeds of the flowing Media corresponds. B. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that instead of corrugated or zigzag-shaped sheets only flat sheets are used as heat-exchanging surfaces, which have beads or warts in a known manner, through which they are on the the necessary distance must be kept. 9. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the metal sheets (1, 2) have tapers transversely to the direction of flow of the media which inhibit the conduction of heat within the metal sheets. 10. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the storage body is designed as a self-supporting unit. 11. Heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that the storage body is designed as a known wire storage body. 12. Heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that the storage body consists of ceramic materials in a manner known per se or is filled with fillers, for example with balls. 13. Heat exchanger according to claims 1 to 3 and 11, characterized in that wire mesh of different wire thickness and mesh size are used as the storage body, which are formed so that the desired change in cross-section is achieved. 14. Heat exchanger according to claims 1 to 3, 11 and 13, characterized in that the storage body consists of two or more wire mesh packages, each package containing an identical mesh, and that the wire sizes and the mesh sizes in the individual packages are different are. 15. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that materials are used for the construction of the storage body which have a higher heat resistance on the side of the storage body than on the cold side, and that in particular the wire mesh package on the hot Side has a higher heat resistance than the wire mesh package on the cold side. Considered publications: German Patent Nos. 914 049, 824 212, 818960, 575365, 492449, 477757, 415391, 402 314; Swiss patent specification No. 313 656.
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