DE1143959B

DE1143959B - Rauchgasbeheizter Regenerativ-Luftvorwaermer mit feststehender Speichermasse und umlaufenden Luftanschluessen

Info

Publication number: DE1143959B
Application number: DEK33532A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Firgau; Friedrich Haeussler
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1957-12-05
Filing date: 1957-12-05
Publication date: 1963-02-21

Description

Rauchgasbeheizter Regenerativ-Luftvorwärmer mit feststehender Speichermasse und umlaufenden Luftanschlüssen Die Erfindung bezieht sich auf rauchgasbeheizte, zur Vorwärmung von Luft dienende Regenerativ-Wärmeaustauscher mit feststehender Speichermasse und umlaufenden Luftanschlüssen. Solche Wärmeaustauscher sind zwar seit langem bekannt, haben sich in der Praxis bisher jedoch nicht durchsetzen können, und zwar wegen verschiedener konstruktiver Schwierigkeiten.
Die vorliegende Erfindung greift den Gedanken des Arbeitens mit ruhender Speichermasse wieder auf und lehnt sich an den Vorschlag an, nach dem die Anschlüsse zentral gelagert und von außen angetrieben werden, wobei die die Kanäle scheidenden Trennwände sich von dem gelagerten zentralen Teil frei in Richtung nach außen erstrecken. Das wesentliche Merkmal, durch das der Regenerativ-Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung sich gegenüber dieser früher vorgeschlagenen Ausführungsform unterscheidet, besteht darin, daß die beiderseits der Speichermasse umlaufenden Anschlüsse je für sich etwa in der Ebene der beiden Stirnflächen der Speichermasse durch je ein kranzförmiges Lager mit freiem Innendurchgang gelagert sind, die durch ein ruhendes, die Speichermasse axial durchsetzendes Rohr - nachstehend als »Statorrohr« bezeichnet - getragen werden. Bei der vorbekannten Ausführungsform war demgegenüber die Lagerung der umlaufenden Anschlüsse in der Weise vorgenommen, daß die der Speichermasse abgewandten Enden dieser Anschlüsse drehbar in die Mündungen der axial angeordneten ruhenden Anschlußkanäle eingesteckt waren. Die Lagerung war somit nicht in der Ebene der beiden Stirnflächen der Speichermasse vorgenommen, sondern in ganz erheblichem Abstand davor, was eine wesentliche Ungenauigkeit der Führung mit allen daraus sich ergebenden Folgen bedeutete.
Wohl ist es andererseits auch schon bekanntgewesen, eine Lagerung der umlaufenden Kanäle etwa in der Ebene der beiden Stirnflächen vorzunehmen. So waren bei einer alten Ausführungsform die der Speichermasse zugewandten Enden der umlaufenden Kanäle an Kreisscheiben befestigt, die mittels einer durch die Speichermasse hindurchgeführten, als Drehachse dienenden Welle fest miteinander verbunden werden. Der Antrieb erfolgte am äußeren Ende eines der beiden Anschlüsse und wurde durch diesen Anschluß über die genannte axiale Welle auf den anderen übertragen. Der Antrieb erfolgte also zentral, und außerdem waren beide Anschlüsse durch die kuppelnde Welle miteinander verbunden, also nicht unabhängig voneinander gelagert.
Für die Regenerativ-Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung sind somit außer dem an sich bekannten Außenantrieb drei Merkmale von maßgeblicher Bedeutung: Die beiden umlaufenden Anschlüsse sind unabhängig voneinander gelagert, nämlich jeder mittels seiner eigenen Lagerung. Diese Lagerung liegt etwa in der Ebene der beiden Stirnflächen der Speichermasse. Es ist die Lagerung als kranzförmiges Lager mit freiem Innendurchgang ausgebildet, das durch ein ruhendes, die Speichermasse axial durchsetzendes Rohr getragen wird.
Die Kombination dieser drei Merkmale gestattet auf einfache Weise die Erzielung einer hohen Genauigkeit. Schon allein die in der Praxis meist benutzte Umfangslagerung bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich, wenngleich durch eine derartige Abstützung am Umfang die Abdichtung der umlaufenden Kanalwände gegenüber der feststehenden Speichermasse vereinfacht wird. Demgegenüber bietet aber vor allem die Verwendung eines zentralen Rohres mit offenen Enden gemäß der Erfindung derart wesentliche Vorteile, daß bei der erfindungsgemäßen Konstruktion auf die Umfangslagerung verzichtet werden kann. Hinzu kommt, daß gemäß weiterer Erfindung durch eine besondere Ausbildung der Abdichtplatten, mit deren Hilfe die Kanten der umlaufenden Trennwände gegenüber den Stirnflächen der Speichermasse abgedichtet werden, dieses Problem der Abdichtung auf sehr einfache und zuverlässige Weise gelöst wird.
Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung und einige konstruktive Elemente dar, davon einzelne in verschiedenen Ausführungsformen.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen solchen Wärmeaustauscher mit stehender Achse und Fig. 2 in etwas größerem Maßstab eine Aufsicht auf einen Teil der Stirnfläche; Fig.3 stellt einen senkrechten, umfangsparallelen Schnitt durch Fig.2 gemäß der strichpunktierten Linie III-III dar; Fig. 4 zeigt ein Gestänge zur Kupplung von zwei einander gegenüberliegenden schwenkbaren Abdichtplatten; Fig. 5a bis 5f veranschaulichen verschiedene Mög- lichkeiten der Lagerung und Abdichtung des umflaufendenTeiles gegenüber den axialen Anschlußkanälen, während Fig. 6 a bis 6 f verschiedene Formen der Lagerung des umlaufenden Teiles auf dem zentralen Statorrohr zeigen; Fig. 7 veranschaulicht in Aufsicht auf den Wärmeaustauscher einen Rußbläser abgewandelter Form und Fig. 8 eine abgewandelte Konstruktion zur Halterung der Abdichtplatten.
Bei dem als Beispiel gewählten Wärmeaustauscher handelt es sich um einen rauchgasbeheizten Luftvorwärmer mit senkrechter Achse, bei dem, wie insbesondere Fig. 1 erkennen läßt, die aufzuwärmende Verbrennungsluft L oben waagerecht in einen Krümmer 1 eintritt und von dort über eine Drehverbindung 2 in einen umlaufenden Luftanschluß 3 übergeht.
Während bei Luftvorwärmern mit umlaufender Speichermasse die gesamte kreisringförmige Fläche der Masse üblicherweise in einen einzigen Rauchgas-und einen einzigen Luftkanal unterteilt ist, ist für dieses Ausführungsbeispiel eine Konstruktion gewählt, bei der der Luftanschluß zweiflügelig ausgebildet ist, so daß sich innerhalb der feststehenden Kanäle jeweils zwei gegenüberliegende Luftströmungen und dazwischen zwei ebenfalls einander gegenüberliegende Rauchgasströmungen ergeben.
In diesem Sinne also durchströmt die Luft die Speichermasse 4 von oben nach unten und tritt dann über den unteren drehbaren zweiflügeligen Luftanschluß 3 a, der ebenfalls durch eine Drehverbindung 2 a mit einem Heißluftkrümmer 1 a verbunden ist, in waagerechter Richtung wieder aus.
Im Gegenstrom zur Luft tritt das Rauchgas G unten durch den schräg angeordneten Stutzen 5 a in den Vorwärmer ein, der die gesamte untere kreisförmige Stirnfläche der Speichermasse 4 überdeckt. Das Rauchgas durchströmt sodann in Richtung von unten nach oben denjenigen Teil der Speichermasse 4, der durch die umlaufenden zweiflügeligen Luftstutzen 3 und 3 a nicht abgedeckt ist, und tritt oben über den Rauchgas-Austrittsstutzen 5 wieder aus.
Im Kern des die Speichermasse 4 tragenden Stators 6 befindet sich das erwähnte, die Speichermasse axial durchsetzende Rohr (Statorrohr 7), das man gewissermaßen als große Nabe des Stators auffassen kann. Dieses Rohr trägt oben und unten je ein kranzförmiges Lager 8 bzw. 8 a, das zur Lagerung des oberen bzw. unteren Teiles dient. Diese Lager nehmen also die senkrecht wirkenden Kräfte der Gewichte der umlaufenden Luftanschlüsse auf und dienen zugleich zur Führung dieser Anschlüsse. Der drehbare Teil der Kranzlager ist an Platten 9 und 9 a befestigt, die selbst einen Teil der umlaufenden Luftanschlüsse darstellen und die das Statorrohr 7 an seinen beiden Stirnflächen abdecken. Wesentlich ist hierbei also, daß die Kranzlager 8 und 8 a freien Innendurchgang haben und daß auch das Rohr 7 nicht durch feste, d. h ruhende Endverschlüsse abgedeckt ist. Dadurch ist die später noch zu erläuternde Möglichkeit gegeben, in diesem freien Hohlraum der ruhenden Nabe Elemente unterzubringen, die mit "den umlaufenden Luftanschlüssen zusammenarbeiten und mit diesen zusammen umlaufen.
An den umlaufenden Platten 9 sind die Abdichtvorrichtungen gehaltert, die dazu dienen, die Kanten der die Luftkanäle von dem äußeren Gasraum trennenden umlaufenden Wände gegenüber den Stirnflächen der Speichermasse abzudichten. Da das Ausführungsbeispiel zwei solcher Luftkanäle besitzt, sind an einer Platte 9, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, insgesamt vier Abdichtvorrichtungen gehaltert, die sich in radialer Richtung von der Platte 9 nach außen erstrecken. Da Fig.2 in vergrößertem Maßstab, und zwar in Aufsicht auf die Stirnfläche, nur etwa die Hälfte der Speichermasse und damit nur einen der beiden Luftkanäle L nebst den angrenzenden Teilen der beiden Gaskanäle G zeigt, ist zu beiden Seiten des dargestellten Luftkanals L je eine dieser radialen Abdichtungen nebst den dazugehörigen Elementen erkennbar.
Jede der radialen Abdichtungen besteht zunächst aus einem an der zentralen Platte 9 starr angebrachten Abschnitt 10, an den sich in radialer Richtung nach außen ein mittels eines Schwenklagers 11 gehalterter schwenkbarer Abschnitt 12 anschließt. Diese Abdichtplatten 10, 12 haben also die gleiche Aufgabe zu erfüllen wie bei den Luftvorwärmern mit umlaufender Speichermasse die dort üblichen sektorförmigen Abdichtplatten.
Zur Halterung des schwenkbaren Abschnittes 12 dient ein zweiarmiger Hebel 13, an dessen äußerem Arm die Platte 12 befestigt ist, während der innere Arm mit demjenigen der ihm auf der anderen Seite der Speichermasse gegenüberliegenden Abdichtvorrichtung durch eine Verbindungsstange 14 gekuppeltist. Das übergewicht der beiden schwenkbaren Plattenabschnitte 12 ist durch ein Ausgleichsgewicht 15 kompensiert, so daß die ganze schwenkbare Anordnung sich etwa im indifferenten Gleichgewicht befindet.
Durch die dargestellte Konstruktion ist eine einwandfreie Anpassung der beidseitigen Abdichtungen an die Statorstirnflächen unter allen Betriebsverhältnissen gewährleistet. Dadurch, daß die Kranzlager 8 'und 8a unabhängig voneinander je etwa in der Ebene der Statorstimflächen angebracht sind, in diesem Falle also an den Enden des Statorrohres 7 befestigt sind, ergibt sich zunächst einmal, daß der Abstand der Lager voneinander den thermischen Längenänderungen des Rohres, d. h. den thermischen Höhenänderungen des Stators, genau folgt. Die an der gelagerten Platte 9 bzw. 9 a starr befestigten Abschnitte 10 der radialen Abdichtungen haben daher bei kaltem wie bei heißem Stator stets den gleichen Abstand von dessen Stirnflächen. Soweit es sich aber um Verwölbungen des Stators handelt, werden die beiden übereinanderliegenden schwenkbaren Abschnitte 12 der radialen Abdichtungen stets gleichsinnig bewegt und passen dadurch ihre Stellung ebenfalls an diese Verformung an.
Dieser gesamte Abdichtungsmechanismus, der also aus den Teilen 10 bis 15 besteht, läuft gemeinsam mit den umlaufenden Luftanschlüssen mit. Der Antrieb dieser Luftanschlüsse erfolgt von außen durch zwei miteinander gekuppelte Antriebsritzel 16 und 16 a, die in entsprechende Bolzenkränze 17 und 17 a der umlaufenden Luftanschlüsse eingreifen. Um thermischen Längendehnungen und Versetzungen Rechnung zu tragen, ist die die beiden Ritzel verbindende Welle als längsverschiebbare Gelenkwelle 18 ausgebildet. Der Antrieb erfolgt durch einen Motor 19, der als Elektromotor mit Getriebe, als Hydraulikmotor od. dgl. ausgebildet sein kann. Es sei auch erwähnt, daß es nicht erforderlich ist, sowohl den oberen als auch den unteren umlaufenden Teil je mit einem eigenen Außenkranzantrieb auszustatten. Es kann auch genügen, einen solchen Antrieb nur bei einem der beiden umlaufenden Teile vorzusehen und den anderen durch den Hohlraum des Statorrohres 7 hindurch anzukuppeln, so daß er durch diese starre Verbindung mitgedreht wird.
Zum Säubern der durch Flugstaub verunreinigten Speichermasse 4 dient eine Rußbläserleitung 20, die zusammen mit dem Luftanschluß umläuft und in ein Blasrohr 21. einmündet. Dieses aus Fig. 2 genauer ersichtliche Blasrohr ist mehrdüsig ausgebildet. Die überleitung von dem umlaufenden Teil des Bußbläsers zu seinem feststehenden Teil erfolgt über eine Stopfbuchse 22, die aus Festigkeitsgründen an dem ebenfalls feststehenden Teil der Luftzuführung abgestützt ist.
Zum Absaugen der Luftfüllung der einzelnen Speicherkammern, die infolge der Drehbewegung des Luftanschlusses auf die Rauchgasseite übergeschleust wird, ist ein Schleusluftventilator 23 vorgesehen, der durch einen Elektromotor 24 angetrieben wird, wobei die Ventilatorwelle sich über ein Lager 25 auf der langsam umlaufenden Platte 9 abstützt. Die übergeschleuste Kammerfüllung tritt, wie Fig. 2 zeigt, längs der Kante der in dieser Figur unten gezeichneten radialen Abdichtung 10, 12 in eine Saugkammer 26 ein und wird von dort durch das Saugrohr 27 des Ventilators abgesaugt. Diese Schleusluft wird entweder, wie es Fig. 1 zeigt, ohne ein besonderes Ventilatorgehäuse zu erfordern, unmittelbar in die im umlaufenden Luftanschluß befindliche Luft eingeblasen. Es kann jedoch die abgesaugte Luft auch, wie es Fig. 2 veranschaulicht, in eine entsprechende Kammer, die Einblaskammer 28, zurückgeführt werden, wo sie in die den Rauchgasstrom gerade verlassende Kammer der Speichermasse hineingedrückt wird. In diesem Falle ist dann allerdings das Lüfterrad durch ein Spiralgehäuse zu umkleiden, damit die unter Unterdruck stehende Schleusluft nicht mit der unter überdruck stehenden aufzuwärmenden Verbrennungsluft in Verbindung treten kann. In jedem Falle bedeutet diese erfindungsgemäße Unterbringung des Schleusluftventilators und der erforderlichen Verbindungen innerhalb des Gehäuses einen ganz wesentlichen Vorteil gegenüber den bekannten Ausführungsformen.
Die zu vorstehender Erläuterung angenommene Drehrichtung des umlaufenden Teiles, also der Platte 9 nebst den daran gehalterten Abdichtvorrichtungen und Schleusluftumleitungskammern, ist in Fig.2 durch zwei entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Pfeile bezeichnet. Wie Fig. 1 zeigt, ruht das Gewicht des gesamten Vorwärmers auf Füßen 29, die dieses Gewicht auf das Fundament übertragen.
Fig. 3 stellt einen umfangsparallelen Schnitt durch den Luftkanal gemäß Fig. 2 längs der strichpunktierten Linie III-III dar. Hieraus ist deutlicher ersichtlich, daß den radialen Abdichtungen 10, 12 je eine Winkelleiste 30 vorgelagert ist, die links die Saugkammer 26 für die abzusaugende und rechts die Einblaskammer 28 für die zurückzudrückende Schleusluft abtrennen. Die gegenüber dem umlaufenden Luftanschluß in senkrechter Richtung schwenkbaren Abschnitte 12 der radialen Abdichtungen sind gegenüber ersterem durch eine Gleitverbindung abgedichtet, und zwar dienen hierzu anschmiegsame Federbleche 31. Diese können in verschiedener Weise angebracht werden. Auf der linken Seite der Fig. 3 ist das Federblech 31 am umlaufenden Luftanschluß befestigt und auf der rechten Seite demgegenüber an dem auf und ab schwenkbaren Abschnitt 12. Für die Federbleche 31 zur Abdichtung der Winkelleisten 30 gegenüber dem umlaufenden Luftanschluß gilt das gleiche.
Die Federbleche 31 zur Abdichtung zwischen den schwenkbaren Abschnitten 12 der radialen Abdichtungen und dem Luftanschluß setzen sich auch am bogenförmigen Umfang des. Luftanschlusses fort. Der senkrechte Steg des abdichtenden Winkelflansches 32 ist hierbei gemäß weiterer Erfindung, wie Fig. 2 zeigt, gerade verlaufend ausgebildet, damit auch das an ihn andrückende Federblech gerade und infolgedessen schmiegsam sein kann. Würde nämlich der den Umfang abdichtende Winkelflansch 32 auch im Steg bogenförmig verlaufen, so würde das abdichtende Federblech zu steif werden und könnte sich nicht gasdicht anschmiegen.
Um unvorhergesehene Abweichungen der Statorebene auch während des Betriebes auffangen zu können, sind die schwenkbaren Abschnitte 12 der radialen Abdichtungen nachgiebig angeordnet. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß der umlaufende Luftanschluß abgebremst werden könnte. Zu diesem Zweck ist, wie Fig. 4 zeigt, die Verbindungsstange 14 zwischen den die beweglichen Abschnitte 12 tragenden Hebeln 13 durch Zwischenschaltung einer Feder 33 nachgiebig ausgebildet.
Fig. 5 a bis 5 f zeigen verschiedene erfindungsgemäße Ausbildungsmöglichkeiten der Drehverbindung 2 bzw. 2a, die folgende Aufgaben zu erfüllen hat: Sie muß der Drehbewegung des umlaufenden Teiles gegenüber den ruhenden Anschlußkrümmern 1 bzw. 1 a einen möglichst geringen Reibungswiderstand entgegensetzen. Sie muß ferner möglichst gasdicht sein, damit der Luftstrom und der Rauchgasstrom zuverlässig voneinander getrennt sind. Sie muß schließlich in axialer wie in radialer Richtung Verschiebungen in begrenztem Maße zulassen, denn solche Verschiebungen sind infolge unterschiedlicher Erwärmung oder auf Grund von Herstellungsungenauigkeiten in Rechnung zu stellen.
Fig. 5 a zeigt eine einfache Form einer solchen Drehverbindung, bei der alle erforderlichen Bewegungen unter gleitender Reibung ausgeführt werden können.
Gemäß Fig. 5 b werden die Drehbewegung und axiale Verschiebungen durch ein Drahtkugellager ermöglicht, bei dem der Spalt zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Kranz sehr klein gehalten werden kann. Infolge der niedrigen Drehzahl ist eine Schmierung nicht erforderlich.
Fig. 5 c zeigt eine andere Ausbildung der Drehverbindung unter Verwendung ebenfalls eines Drahtkugellagers. Hier übernimmt das Drahtkugellager zugleich die Drehbewegung und radiale Verschiebungen, während die axiale Bewegungsmöglichkeit durch ein zwischengeschaltetes dünnwandiges Wellrohr geschaffen ist. Allerdings ist hierbei Voraussetzung, daß das Wehrohr unter einer Zugvorspannung steht, damit sich der obere Drehkranz des Drahtkugellagers nicht abheben kann.
Bei der Ausbildung gemäß Fig. 5 d ist eine solche Zugvorspannung nicht erforderlich, da hier der Kraftschluß in beiden senkrechten Richtungen durch zwei übereinanderliegende Drahtkugellager hergestellt wird. Auch hier übernimmt das Drahtkugellager radiale Verschiebungen.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 5e, bei der ebenfalls Kraftschluß in beiden senkrechten Richtungen besteht, ist nur ein einziges Drahtkugellager erforderlich. Die radiale Verschiebemöglichkeit ist hier jedoch geringer, da sie von dem an sich steifen Wellrohr aufgenommen werden muß, das zudem auch die axiale Einstellbarkeit übernimmt. Bei diesem Beispiel ist ferner eine zusätzliche Abdichtung des Spaltes zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Drehkranz erforderlich, wenn auch dieser Spalt sehr schmal ist. Zur Abdichtung sind federnde Blechmanschetten benutzt, die auf dem einen Kranz befestigt sind und sich schleifend an den relativ dazu laufenden anderen Kranz anlegen.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 f kann man als Kombination derjenigen nach Fig. 5 b und 5 d betrachten. Hier ist ein Wehrohr als Dehnungsausgleicher nicht erforderlich, da auch die axialen Verschiebungen durch diese Drahtkugellageranordnung übernommen werden.
Fig.6a bis 6f zeigen verschiedene erfindungsgemäße Formen der Lagerung der umlaufenden Luftanschlüsse auf dem zentralen Statorrohr 7. Es handelt sich hier also um die Kranzlager 8 und 8 a in Fig. 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 a liegt der drehbare Lagerteil senkrecht über dem feststehenden Lagerteil und wird nur durch das Eigengewicht des umlaufenden Luftanschlusses auf die Laufbahn gedrückt. Ein solches Lager kann daher nicht benutzt werden, wenn Kräfte in Richtung senkrecht nach oben auftreten, verursacht z. B. durch die Luftpressung oder durch Rückstellkräfte des vorstehend beschriebenen Wellrohrdehnungsausgleichers, denn in einem solchen Falle würde sich ein Lager dieser Art abheben.
Bei dem Lager gemäß Fig. 6 b besteht diese Gefahr nicht. Außerdem kann hierbei Staub, wie er leicht in die Laufbahn geraten kann, auch leicht wieder nach unten austreten.
Da der innere Teil des Statorrohres mit dem Luftstrom in Verbindung steht, der infolge seines höheren Drucks das Bestreben hat, durch den Bewegungsspalt des Lagers hindurch in den unter Unterdruck stehenden Rauchgasstrom überzutreten, muß die Breite dieses Spaltes auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Dieses bedeutet jedoch keine Schwierigkeit, da die Lagerkränze mechanisch bearbeitet sind. Man kann die Zuverlässigkeit der Dichtung jedoch durch verschiedene Hilfsmittel verbessern.
So zeigt Fig. 6 c eine ringförmige Lippe, die sich auf dem feststehenden Lagerkranz so weit abschleift, bis sie diesen gerade noch berührt.
Man kann auch Labyrinthformen vorsehen, wie sie an sich bekannt sind und von denen die linke Seite der Fig. 6 d ein Beispiel wiedergibt. Es kann aber auch, wie die rechte Seite der gleichen Fig. 6 d zeigt, eine flexible Dichtung in den einen Kranz eingelegt werden, die auf dem anderen Kranz gleitet. Hierfür kommen Dichtungen aus elastisch anschmiegsamen Materialien in Frage. Benannt seien nur als Beispiele Graphit, Silikone-Kautschuk, ferner die kürzlich bekanntgewordene organische Fluorverbindung Polytetratuoräthylen, ein Kunststoff von wachs- bzw. hornähnlichem Aussehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 e ist der Bewegungsspalt durch eine dünne Blechbandage schleifend abgedichtet.
Alle diese Dichtungsformen bieten die Möglichkeit, das Innere des Lagers mit Fett zu füllen, da ein Auslaufen des Fettes und ein Eindringen von Staub bei diesen Formen verhindert sind. Um bei den vorliegenden Temperaturverhältnissen ein Auslaufen oder zu starkes Erhitzen des Fettes zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, den in dem Statorrohr 7 befestigten bzw. auf diesem aufliegenden Lagerkranz, der der Temperaturleitung am stärksten ausgesetzt ist, zu kühlen. Dies kann dadurch geschehen, daß entweder längs dieses Lagerkranzes oder längs der am Statorrohr 7 befindlichen Auflagefläche für diesen Lagerkranz ein kreisförmig gebogenes Rohr gut wärmeleitend angeschweißt ist, das von Kühlwasser durchströmt wird.
Da der Oberkranz an der umlaufenden Platte 9 befestigt ist, die die radialen Abdichtungen 10, 12 trägt, und da unter Umständen die Notwendigkeit besteht, die Höhenlage dieser Abdichtelemente während des Betriebes zu verstellen, zeigt Fig. 6f eine konstruktive Lösung, die dieses gemäß weiterer Erfindung auf einfache Weise ermöglicht. Es ist hier der Lagerunterkranz mit einem Gewinde 41 versehen, so daß man durch Drehen des Gewindes die Höhenlage des Unterkranzes verändern kann. Diese Drehung relativ zueinander erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weise, daß der Lagerunterkranz zugleich als Schneckenrad ausgebildet ist, in das eine Schnecke 42 eingreift. Diese Schnecke setzt sich in Richtung einer Tangente des Unterkranzes nach außen in eine Spindel fort, die während des Betriebes dort von außen leicht zugänglich ist.
Fig. 7 zeigt in vereinfachter Form der Darstellung eine abgewandelte Form eines Rußbläsers nebst Antriebsmechanismus. Hierbei handelt es sich um einen schwenkbaren Rußbläser, der gegenüber dem an Hand von Fig.1 und 2 erläuterten mehrdüsigen Rohr den V orteilbesitzt, daß er zum Blasen weniger Dampf bzw.Luft verbraucht, andererseits aber infolge der Verwendung einer einzigen Düse einen wesentlich intensiveren Strahl erzeugt. Die Zufuhr des Dampfes bzw. der Luft geschieht auch hier zentral durch den Vorwärmer über eine zwischengeschaltete Stopfbuchse, die den übergang vom feststehenden auf den umlaufenden Teil herstellt. Die Rußbläserleitung führt in den Drehpunkt 43 des schwenkbaren Armes 44 ein, und zwar ebenfalls über eine Stopfbuchse. An diesem Arm 44 ist ein Hebel 45 befestigt, der mittels eines Schneckenrades 46 über ein Pleuel 47 hin- und hergeschwenkt wird. Die Abmessungen des Hebels 45, des Pleuels 47 und des Schneckenrades 46 sind hierbei so gewählt, daß der Endpunkt des Armes 44, in dem sich die Düsenöffnung befindet, den Raum zwischen dem Statormantel 48 und der Nabe 7 voll überstreichen kann. Das Schneckenrad 46 wird von einer Schnecke 49 angetrieben, die mit einem weiteren Schneckenrad 50 auf gleicher Welle sitzt. Dieses Schneckenrad 50 wird durch seine Schnecke 51 in Drehung versetzt. Es ist nun diese Schnecke 51 mit dem feststehenden Vorwärmerteil verbunden, während der gesamte übrige Getriebemechanismus samt seiner Lagerung am umlaufenden Luftanschluß befestigt ist und somit um die Schnecke 51 rotiert, dadurch also in Betrieb gesetzt wird. Infolgedessen ist der Rußbläserarm 44 stets in hin- und hergehender Bewegung, wenn die Luftanschlußstutzen umlaufen. Soll geblasen werden, braucht also nur das Einlaßventil der Dampf-bzw.Luftleitung geöffnet zu werden.
Die Düse beschreibt somit in beständigem Wechsel eine von innen nach außen und anschließend in umgekehrtem Sinne von außen nach innen verlaufende archimedische Spirale. Durch geeignete Wahl der Getriebeabmessungen wird der Windungsabstand dieser Spirale so bemessen, daß er etwa der Strahlbreite entspricht. In der Nähe des Statormantels und des die Nabe darstellenden Statorrohres, wo infolge niederer Rauchgasgeschwindigkeiten und Rauchgastemperaturen mit erhöhter Verschmutzungsgefahr zu rechnen ist, ist ein intensiveres Rußblasen erwünscht. Diesem Wunsch wird dadurch Rechnung getragen, daß der Windungsabstand der erwähnten Spirale in diesen Zonen geringer ist als in der Mitte des Schwenkbereiches des Rußbläsers. Dies wird zwangläufig dadurch bewirkt, daß jeweils am Ende und am Anfang des Schwenkweges das Pleue147 den Bereich des Totpunktes durchläuft und dadurch eine geringere Schwenkgeschwindigkeit erzeugt.
In entsprechender Weise, wie es vorstehend an Hand des Rußbläsers erläutert ist, kann auch der Schleusluftventilator mit Hilfe eines übersetzungsgetriebes durch die Drehbewegung der Luftanschlußstutzen angetrieben werden, so daß man einen besonderen Elektromotor nicht benötigt.
Fig. 8 veranschaulicht eine von dem ersten Ausführungsbeispiel abweichende, sehr vorteilhafte neue Halterung der schwenkbaren Abschnitte 12 der radialen Abdichtungen. Diese Abschnitte 12 sind hier über Gelenke 11, 11' mit den festen Abschnitten 10 verbunden. Die schwenkbaren Abschnitte 12 besitzen jedoch an ihrem schwingenden Ende ein weiteres Gelenk 34, und an dieses greift ein zweiarmiger Hebel 35 an. Auf der kalten Seite (in der Zeichnung oben) ist der Schwenkpunkt dieses Hebels 35 mittels einer Spindel 36 und einer Mutter 37 so im Kaltluftstutzen gehaltert, daß die Höhe wahlweise eingestellt werden kann. Das Ende des anderen Hebelarmes ist wieder mittels einer Verbindungsstange 14 an den entsprechenden Hebelarm der gegenüberliegenden heißen Seite angekuppelt. Diese Kupplungsstange 14 braucht aber nicht nachgiebig ausgeführt zu sein. Die erforderliche Nachgiebigkeit ist bei diesem Ausführungsbeispiel vielmehr dadurch erzielt, daß der auf der Kaltluftseite befindliche Schwenkpunkt des Hebels 35 nicht nur in der Höhe verstellbar ist, sondern daß die Einstellmutter 37 zusammen mit der Spindel 36 sich nach oben hin von ihrer Auflage abheben kann, wenn der Abstand der schwenkbaren Abschnitte 12 von der Speichermasse zu eng eingestellt worden sein sollte. Der Schwenkpunkt des auf der anderen Seite befindlichen Hebels 35, der sich also im Heißluftstutzen befindet, braucht in seiner Höhenlage nicht verstellbar zu sein, sondern kann und muß zur Vermeidung instabiler Lagerung sogar mittels einer Halterung 38 fest mit dem Heißluftstutzen verbunden werden. Der Gelenkpunkt muß allerdings in waagerechter Richtung eine gewisse Verschieblichkeit besitzen, um beim Zusammenspiel der einzelnen Hebelbewegungen eine einwandfreie Kinematik zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist die Halterung 38 mit einem waagerechten Schlitz 39 für einen Führungsstift des Hebels 35 versehen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Plattenlage während des Betriebes nachgestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird der nachzustellende Flügel des umlaufenden Luftanschlusses unter eine Montageöffnung 40 gebracht. Dann wird der Antrieb kurzzeitig ausgeschaltet, der Deckel dieser Öffnung 40 wird abgehoben, und es wird alsdann mittels der Mutter 37 die gewünschte Höhenverstellung vorgenommen. Da das Rauchgas unterhalb des Deckels 40 unter Unterdruck steht, kann es nicht ins Freie treten, vielmehr wird kühle Außenluft eingesaugt, so daß ein Hantieren an der Mutter 37 ohne Behinderung möglich ist.
Außer dem Vorteil der leichten Zugänglichkeit des Verstellmechanismus besteht bei dieser Hebelausbildung noch der weitere Vorteil, daß infolge der günstigeren Hebelübersetzung nur ein verhältnismäßig kleines Ausgleichsgewicht 15 erforderlich ist. Infolgedessen läßt sich durch diese neue Konstruktion gemäß Fig. 8 das gesamte Einbaugewicht gegenüber demjenigen des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiels verringern.
Zu den verschiedenen Lagern, insbesondere denjenigen nach Fig. 5 und 6, sei noch erwähnt, daß die Ausbildung als Drahtkugellager nur ein Beispiel darstellt. An Stelle dieser können selbstverständlich auch solche Kugellager benutzt werden, bei denen die Laufbahnen nicht durch Drähte, sondern durch andere Elemente gebildet sind. Ebenso kommen auch Wälzlager anderer Konstruktionen in Betracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rauchgasbeheizter, zur Vorwärmung von Luft dienender Regenerativ-Wärmeaustauscher mit feststehender Speichermasse und umlaufenden, von außen angetriebenen, zentral gelagerten Luftanschlüssen, bei dem die die Kanäle scheidenden Trennwände sich von dem gelagerten zentralen Teil frei in Richtung nach außen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der Speichermasse (4) umlaufenden Luftanschlüsse (3 und 3 a) je für sich etwa in der Ebene der beiden Stirnflächen der Speichermasse durch je ein kranzförmiges Lager (8 bzw. 8a) mit freiem Innendurchgang gelagert sind, die durch ein ruhendes, die Speichermasse axial durchsetzendes Rohr (Statorrohr 7) getragen werden.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Kanten der umlaufenden Trennwände gegenüber der Stirnfläche der Speichermasse radial angeordnete Abdichtplatten (10 und 12) dienen, die an dem gelagerten zentralen Teil (9) schwenkbar gehaltert, gegenüber den Kanten der Trennwände abgedichtet und gegenüber der Stirnfläche verstellbar sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine vollständige Abdichtplatte aus zwei in radialer Richtung aneinandergefügten Abschnitten besteht, von denen der innere (10) an dem zentralen Teil (9) starr befestigt ist, während der nach außen anschließende andere Abschnitt (12) in bezug auf die Stirnfläche schwenkbar ist.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Abdichtplattenabschnitt (12) an einem schwenkbar gelagerten Hebel (13) gehaltert ist, der mit demjenigen des auf der anderen Speichermassenseite gegenüberliegenden schwenkbaren Abschnitts so gekuppelt ist, daß die beiden Abdichtplattenabschnitte sich stets in gleichem Sinne verschwenken.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden einander gegenüberliegenden schwenkbaren Abschnitte (12) voneinander verstellbar ist.
6. Wärmeaustaiischer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgestänge (14) der schwenkbaren Plattenpaare in dem zentralen Hohlraum des Statorrohres (7) angeordnet sind.
7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der schwenkbaren Plattenabschnitte in an sich bekannter Weise durch Gegengewichte (15) ausgeglichen ist. B.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Hebel ein zweiarmiger Hebel (13) ist, dessen Schwenkachse (11) auf dem starr befestigten Abdichtplattenabschnitt (10) gelagert ist, wobei der äußere Hebelarm den schwenkbaren Abdichtplattenabschnitt (12) trägt, während an dem inneren Hebelarm das Kompensationsgewicht (15) angreift (Fig. 1 bis' 4.).
9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Abschnitte (12) mit@iliren inneren Enden an die starr befestigten Abdichtplattenabschnitte (10) und mit ihren äußeren Enden an die äußeren Enden je eines zweiarmigere Hebels (35) angelenkt sind, deren innere Enden miteinander gekuppelt sind, wobei die Schwenkachse des kaltseitigen Hebels mittels eines AÜfhängers verstellbarer Länge (36/37) abhebbär am Anschluß auf der kalten Seite aufgehängt ist, während die Schwenkachse des heißseitigen Hebels im -Anschluß auf der heißen Seite in fester Höhenlage, aber radial verschiebbar gehaltert ist (Fig. 8).
10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Rauchgasableitungsstutzen an einer Stelle oberhalb der Kreisbahn der Aufhängerverstellvorrichtung (36, 37) eine verschließbare Montageöffnung (40) vorgesehen ist.
11. Wärmeaustäuscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Drehverbindung (2 bzw. 2a) zwischen dem ruhenden, axial herangeführten Luftkanal (1 bzw. l a) und dem zugehörigen umlaufenden Luftanschluß (3 bzw. 3a) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung nachgiebig ist (Fig. 5 a bis 5 f).
12. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein .
Stück des axial herangeführten Luftkanals (1 bzw. l a) als axial nachgiebiges Wellrohr ausgebildet ist (Fig. 5 c, 5 d und. 5 e). '13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Ende des axial herangeführten Luftkanals (1 bzw. la) und dem umlaufenden Luftanschluß (3 bzw. 3 a) zwei Rohre dienen, die axial gegeneinander verschiebbar, jedoch abdichtend übereinandergreifen (Fig. 5 a).
14. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Ende des axial herangeführten Luftkanals (1 bzw. l a) und dem umlaufenden Luftanschluß (3 bzw. 3a) ein Kugellager mit einer Außen- und einer Innenbahn dient, wobei eine dieser beiden Bahnen einen Zylindermantel darstellt, auf dem die umlaufenden Kugeln Bewegungsmöglichkeit auch in axialer Richtung besitzen (Fig. 5 b und 5 f).
15. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Ende des axial herangeführten Luftkanals (1 bzw. la) und dem umlaufenden Luftanschluß (3 bzw. 3a) an jedem der beiden rohrförmigen Anschlußenden Flansche angebracht sind, die seitlich gegeneinander verschiebbar, jedoch abdichtend ineinandergreifen (Fig. 5 a).
16. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Ende des axial herangeführten Luftkanals (1 bzw. l a) und dem umlaufenden Luftanschluß (3 bzw. 3a) ein Stützkugellager dient, von dessen in achssenkrechten Ebenen angeordneten Bahnen die eine als achssenkrechte ebene Ringfläche ausgebildet ist, auf der die umlaufenden Tragkugeln Bewegungsmöglichkeit auch in radialer Richtung besitzen (Fig. 5 c, 5 d und 5 f).
17. Wärmeaustauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d'aß das kranzförmige Lager (8 bzw. 8a) als Wälzlager ausgebildet ist und daß der Spalt zwischen den beiden Lagerkränzen abgedichtet ist, beispielsweise mittels eines Dichtgrates, einer Labyrinthdichtung, eines Dichtstreifens aus nachgiebigem Material oder eines Dichtbleches (Fig. 6 c bis 6 f).
18. Wärmeaustauscher nach Anspruch 17, bei dessen Wälzlager (8 bzw. 8a) die beiden Lagerkränze in axialer Richtung hintereinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß der ruhende Lagerunterkranz am Statorrohr (7) höhenverstellbar befestigt ist (Fig. 6f).
19. Wärmeaustauscher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerunterkranz mit einem Gewinde (41) in ein -entsprechendes Gegengewinde des Statorrohres (7) eingeschraubt ist und als Schneckenrad ausgebildet ist, in das eine Verstellschnecke (42) eingreift.
20. Wärmeaustauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche mit Schleusluftabsaugung, gekennzeichnet durch einen innerhalb des umlaufenden Luftänschlusses (3) angeordneten Ventilator (23), der sich auf einer das Statorrohr (7) abdeckenden, mit dem Luftanschluß umlaufenden Platte (9) abstützt und der über ein Saugrohr (27) mit einer radial längs der Luftanschlußkante angeordneten Saugkammer (26) verbunden ist.
21. W ärmeaustauscher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator unmittelbar in den Luftkanal fördert und vorzugsweise ohne besonderes Gehäuse ausgebildet ist.
22. Wärmeaustauscher nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine radial an der anderen Luftanschlußkante angeordnete Einblaskammer (28) zur Rückführung der Schleusluft in den Rauchgasstrom unter Verwendung eines mit Gehäuse versehenen Ventilators.
23. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der umlaufenden Luftanschlüsse (3), daß die Saugkammer (26) und die Einblaskammer (28) luftkanalseitig durch die Abdeckplatten (10, 12) begrenzt sind und auf ihrer dem Speicherkörper abgewandten Seite längs ihrer radialen Randkanten je durch eine Winkelleiste (30) begrenzt sind, die an den Abdeckplatten starr befestigt und mit ihren Anschlußwänden mit Hilfe von nachgiebigen Abdichtungen, beispielsweise Federblechen (31), verbunden sind (Fig. 3).
24. Wärmeaustauscher nach Anspruch 23 mit abdichtenden Federblechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung sich auch über den bogenförmigen Umfang des Luftanschlusses fortsetzt und daß dort der senkrechte Steg des abdichtenden Winkelflansches (32) geradlinig verläuft (Fig. 2).
25. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorflügelrad über ein übersetzungsgetriebe an den umlaufenden Luftkanal angekuppelt ist.
26. Wärmeaustauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rußbläserleitung (20) etwa axial durch das Statorrohr (7) zum inneren Ende des Blasrohres (21) hindurchgeführt ist, wobei das an das Blasrohr angeschlossene, mit diesem umlaufende Teilstück der Rußbläserleitung mit ihrem feststehenden Zuleitungsrohr durch eine Stopfbuchse (22) verbunden ist.
27. Wärmeaustauscher nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen Rußbläser in Form eines Blasrohres (44), das mit einem Ende an einer Wand eines Luftanschlusses (3) derart schwenkbar befestigt ist, daß das andere, mit einem einzigen Blasloch versehene Rohrende die gesamte radiale Breite des Speicherkörpers (4) überstreicht (Fig. 7).
28. Wärmeaustauscher nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Luftanschluß (3) umlaufende Blasrohr (44) an ein feststehendes Element (51) derart angekuppelt ist, daß durch den Umlauf die Schwenkbewegung erzeugt wird.
29. Wärmeaustauscher nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine in der Achse des Statorrohres ruhend angeordnete Schnecke (51), die über ein mit dem Luftanschluß umlaufendes Schneckenrad (50) eine weitere Schnecke (49) und über deren Schneckenrad (46) eine an letzterer gelagerte Pleuelstange (47) antreibt, die beim Umlauf des Luftanschlusses das Blasrohr hin und her schwenkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 829 742; USA.-Patentschrift Nr. 1859 573.