DE1149028B

DE1149028B - Regenerative heat exchanger, whose rotating storage mass is flowed through by the heat-exchanging media in countercurrent to the circulating movement

Info

Publication number: DE1149028B
Application number: DESCH29300A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Guenter Schoell
Original assignee: GUENTER SCHOELL DR ING
Current assignee: GUENTER SCHOELL DR ING
Priority date: 1961-02-27
Filing date: 1961-02-27
Publication date: 1963-05-22
Also published as: GB1000734A

Description

Regenerativ-Wärmeaustauscherr, dessen rotierende Speichermasse von den wärmetauschenden Medien im Gegenstrom zur Umlaufbewegung durchströmt ist Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Wärmeaustauscher, bestehend aus einem in einem feststehenden Gehäuse gelagerten Rotor, dessen am Rotorumfang angeordnete, in Ringsektoren unterteilte Speichermasse von dem wärmeabgebenden Medium und dem wärmeaufnehmenden Medium im Gegenstrom zu ihrer umlaufenden Bewegung durchströmt ist, wobei zwischen den einzelnen Ringsektoren mit diesen umlaufende, die Trennung der Strömungswege der beiden Medien bewirkende Absperrorgane angeordnet sind, die während ihres größten Umlaufweges offen und beim übergang von dem einen Strömungsweg zum anderen Strömungsweg zwangsweise in Abhängigkeit der Rotordrehung schließbar sind, nach Patent 1124 983.Regenerative heat exchanger, the rotating storage mass of which is flowed through by the heat exchanging media in countercurrent to the circulating movement heat-absorbing medium is flowed through in countercurrent to its circumferential movement, between the individual ring sectors with these circumferential, the separation of the flow paths of the two media are arranged, which are open during their largest circulation path and inevitably in the transition from one flow path to the other flow path can be closed as a function of rotor rotation according to Patent 1,124,983.

Bei einer Ausführungsform des Regenerativ-Wäscheaustauschers der oben angegebenen Gattung sind als Absperrorgane zwischen den einzelnen Ringsektoren der Speichermasse Drehklappen, Ventile, Schieber od. dgl. vorgesehen, die in. Abhängigkeit von dem Umlauf des Rotors derart mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch geschlossen und wieder geöffnet werden, daß die Strömungswege der am Wärmeaustausch beteiligten Medien gegeneinander abgeschlossen sind. Die in dieser Weise ausgebildeten Absperrorgane müssen jedoch, damit sie den im geschlossenen Zustand auf sie einwirkenden Differenzdruck standhalten können und sich infolge der ständig wechselnden Temperaturen der durch sie hindurchströmenden Medien nicht verziehen, eine vielfache Wandstärke der aus wirtschaftlichen Gründen im allgemeinen aus verhältnismäßig dünnen Blechen bestehenden Speichermasse aufweisen. Während derart unterschiedliche Wandstärken der Speichermassen und der Absperrorgane bei den als Ljungström-Vorwärmer bekanntgewordenen. Regenerativ-Wärmeaustauschern mit quer zu den Gasströmungsrichtungen bewegten Speichermassen keinen schädlichen Einfluß auf den Wirkungsgrad haben, sind bei einem Regenerativ-Wärmeaustauscher der in Rede stehenden Gattung unterschiedliche Wandstärken der Speichermassen und der Absperrorgane insofern nachteilig für den Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers, als unter sonst gleichen äußeren Wärmeübertragungsbedingungen ein Körper größerer Wandstärke sich infolge seiner größeren Wärmekapazität wesentlich langsamer erwärmt oder abkühlt als ein beispielsweise nur sehr dünnes Blech. Bei der im Gegensinn zu den durch den Wärmeaustauscher hindurchströmenden Medien bewegten Speichermasse werden sich also die eine größere Wandstärke als die Speichermassenbleche aufweisenden Absperrorgane sehr viel langsamer erwärmen und abkühlen als die Speichermasse selbst und dadurch sowohl eine genügend tiefe Abkühlung des wärmeabgebenden Mediums als auch eine genügend hohe Aufwärmung des wärmeaufnehmenden Mediums behindern.In one embodiment of the regenerative laundry exchanger, the above specified genus are used as shut-off devices between the individual ring sectors of the Storage mass rotary flaps, valves, slides or the like. Provided that are dependent closed mechanically, hydraulically or pneumatically by the rotation of the rotor and reopened so that the flow paths of those involved in the heat exchange Media are complete against each other. The shut-off devices designed in this way must, however, so that they can compensate for the differential pressure acting on them when they are closed can withstand and as a result of the constantly changing temperatures of the the media flowing through them do not warp, a multiple wall thickness of the economic reasons generally consisting of relatively thin sheets Have storage mass. While such different wall thicknesses of the storage masses and the shut-off devices in those known as Ljungström preheaters. Regenerative heat exchangers with storage masses moved transversely to the gas flow directions no harmful Have an influence on the efficiency are with a regenerative heat exchanger of the genus in question different wall thicknesses of the storage masses and the shut-off devices are detrimental to the efficiency of the heat exchanger, than a body larger under otherwise identical external heat transfer conditions Wall thickness heats up much more slowly due to its greater heat capacity or cools down as, for example, only a very thin sheet. In the opposite direction to the media moving through the heat exchanger will therefore have a greater wall thickness than the storage mass plates The shut-off devices heat up and cool down much more slowly than the storage mass itself and thereby both a sufficiently deep cooling of the heat-emitting medium as also hinder a sufficiently high heating of the heat-absorbing medium.

Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung nun dadurch beseitigt, daß die zwischen den einzelnen Ringsektoren der Speichermasse angeordneten Absperrorgane aus einem Material gefertigt sind, das sowohl annähernd die gleiche spezifische Wärme als auch annähernd das gleiche Verhältnis Wärmeübergangszahl zu Wandstärke wie die Speichermasse selbst aufweist. Durch diese besondere Wahl des für die Absperrorgane vorgesehenen Materials wird nicht nur die oben ausführlich dargelegte Behinderung der wechselweise stattfindenden Aufwärm- und Abkühlvorgänge vermieden, sondern darüber hinaus insofern noch eine Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Speichermasse erreicht, als die Absperrorgane in ihrer Öffnungsstellung selbst noch als. Speichermasse aktiv am Wärmeaustausch beteiligt sind, was. wiederum eine weitere wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades des Wärmeaustauschers zur Folge hat.According to the invention, these difficulties are now eliminated by that the shut-off devices arranged between the individual ring sectors of the storage mass are made of a material that is both approximately the same specific Heat and approximately the same ratio of heat transfer coefficient to wall thickness like the storage mass itself. Through this special choice of the shut-off devices provided material will not only obstruction detailed above the alternating warming up and cooling down processes avoided, but rather about it in addition, an increase in the available storage mass reached when the shut-off devices in their open position even as. Storage mass are actively involved in heat exchange, what. yet another major improvement the efficiency of the heat exchanger.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform dieser Absperrorgane zeichnet sich dadurch aus,, daß dieses aus vielen einander benachbarten und gruppenweise in, gemeinsamen Rahmen gelagerten, vorzugsweise aus dünnen Blechen gefertigten elastischen Hohlkörpern besteht, deren Volumen derart pneumatisch veränderbar ist, daß in der Schließstellung der Hohlkörper deren einander zugekehrte Flächen fest abdichtend aneinanderliegen, in der COffnungsr stellung die Hohlkörper dagegen den Durchtritt der am Wärmeaustausch beteiligten Medien ermöglichende Zwischenräume freigeben. Diese besondere Ausführungsform der Absperrorgane ist dabei nicht nur außerordentlich einfach herzustellen, sondern bedarf darüber hinaus keiner Wartung, ist gegenüber Verschmutzung praktisch unempfindlich und läßt sich besonders einfach in. Abhängigkeit des Rotorumlaufes steuern.A particularly useful embodiment of these shut-off devices is characterized is made up of, that this consists of many neighboring and grouped In, common frame stored, preferably made of thin sheet metal elastic Hollow bodies, the volume of which is so pneumatic changeable is that in the closed position of the hollow body their mutually facing surfaces are tightly sealing against each other, but in the opening position the hollow bodies Interstices allowing the media involved in the heat exchange to pass through release. This particular embodiment of the shut-off devices is not only extremely easy to manufacture, but also requires no maintenance, is practically insensitive to soiling and is particularly easy to use in. Control depending on the rotor rotation.

Die einzelnen Hohlkörper können jeweils aus einem Paar Blechen bestehen, die längs ihres gemeinsamen Randes abdichtend miteinander verbunden und derart leicht gewölbt sind, da.ß sie jeweils einen lanzettförmigen Querschnitt aufweisen. Ebenso ist es aber auch möglich, daß die Hohlkörper jeweils aus einem Paar Blechen bestehen, die längs ihres gemeinsamen Randes; abdichtend miteinander verbunden und derart mehrmals gewellt sind, daß der Hohlkörper einen mehrfach lanzettförmigen Querschnitt aufweist. Diese Ausführungsform eines einen mehrfach lanzettförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlkörpers ist wieder insofern bedeutsam, als durch diese Gestaltung der Hohlkörper in der Strömungsrichtung der am Wärmeaustausch beteiligten Medien ein mehrfacher Abschluß der Durchtrittsquerschnitte erfolgt.The individual hollow bodies can each consist of a pair of metal sheets, which are sealingly connected to one another along their common edge and are so light are arched that they each have a lanceolate cross-section. as well but it is also possible that the hollow bodies each consist of a pair of metal sheets, those along their common edge; sealingly connected to each other and such are corrugated several times that the hollow body has a multiple lanceolate cross-section having. This embodiment of a multiple lanceolate cross-section having hollow body is again significant to the extent that this design the hollow body in the flow direction of the media involved in the heat exchange a multiple closure of the passage cross-sections takes place.

Je nach den gegebenen Umständen lassen sich die die Hohlkörper bildenden Bleche derart unter Vorspannung vorformen, daß bei gleichem Druck außerhalb und innerhalb der Hohlkörper a) zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Hohlkörper ein Hindurchströmen der Medien ermöglichende Zwischenräume frei bleiben, bei einem überdruck im Inneren der Hohlkörper diese dagegen mit ihren einander zugekehrten Flächen abdichtend aneinanderliegen, b) die Hohlkörper abdichtend aneinanderliegen, bei einem Unterdruck im Inneren des Hohlkörpers dagegen zwischen deren einander gegenüberliegenden Flächen ein Hindürchströmen der Medien ermöglichende Zwischenräume frei bleiben, und c) zwischen den Hohlkörpern schmale, das Ihndurchströmen der Medien noch ermöglichende Zwischenräume frei bleiben, die sich durch einen Unterdruck im Hohlkörperinneren verbreitern und durch einen überdruck im Hohlkörperinneren zum Verschwinden bringen lassen.Depending on the given circumstances, the hollow bodies can be formed Preform sheets under pretension in such a way that with the same pressure outside and within the hollow body a) between the opposing surfaces of the Hollow bodies remain free to allow the media to flow through, in the case of overpressure inside the hollow body, on the other hand, they face one another Surfaces are sealingly against one another, b) the hollow bodies are sealingly against one another, in the case of a negative pressure in the interior of the hollow body, on the other hand, between them opposing surfaces allowing the media to flow through remain free, and c) narrow between the hollow bodies, the flow through the media Spaces that still enable them to remain free, which are created by a negative pressure in the Widen the interior of the hollow body and, by means of an overpressure in the interior of the hollow body, to Make disappear.

Um eine möglichst weitgehende Anpassung der Hohlkörperbleche an die als Speichermasse dienenden Bleche zu erreichen, ist die Dicke der Bleche vorteilhaft etwa gleich der Dicke der Speichermassenbleche.In order to achieve the greatest possible adaptation of the hollow body sheets to the To achieve sheets serving as storage mass, the thickness of the sheets is advantageous approximately equal to the thickness of the storage mass plates.

Eine besonders einfache und praktisch wartungsfreie Gestaltung läßt sich auch noch dadurch erreichen, daß die elastischen Hohlkörper jeweils in in einem gemeinsamen Rahmen angeordneten Führungsschlitzen gelagert sind.A particularly simple and practically maintenance-free design allows can also be achieved in that the elastic hollow body in each case in one common frame arranged guide slots are mounted.

Besteht zwischen den beiden am Wärmeaustausch beteiligten Medien ein verhältnismäßig hoher Differenzdruck, so sind zum Abdichten auch höhere Innendrücke in den Hohlkörpern erforderlich. Damit infolge der Wirkung dieser höheren Innendrücke aber nicht etwa die Streckgrenze des für die Hohlkörper benutzten Materials überschritten wird, ist für eine Abstützung der Hohlkörper an weiteren Stellen als den zur Abdichtung erforderlichen Berührungsstellen Sorge zu tragen. Dieses läßt sich nun dadurch erreichen, daß zwischen den einander benachbarten Hohlkörpern jeweils diese gegeneinander abstützende, die Stützweiten also jeweils verringernde Elemente angeordnet sind.Exists between the two media involved in the heat exchange relatively high differential pressure, higher internal pressures are also required for sealing required in the hollow bodies. This is due to the effect of these higher internal pressures but not the yield point of the material used for the hollow body exceeded is for a support of the hollow body at further points than the one for sealing necessary contact points to be taken care of. This can now be achieved by that between the adjacent hollow bodies each these mutually supporting, the spans are thus each arranged reducing elements.

Als Stützelement kann dabei beispielsweise eine dünnwandige Blecheinlage vorgesehen sein, die an ihren beiden Flächen Stützvorgänge od. dgl. aufweist, die gegen die beiden benachbarten Hohlkörper vorstehen und der Form der Hohlkörper, die diese in ihrer Abdichtstellung einnehmen, angepaßt sind. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform besteht diese Blecheinlage aus einem Paar dünnwandiger, durchgehend aneinanderliegender Bleche, aus denen die Stützvorsprünge teilweise ausgestanzt und gegen die benachbarten Hohlkörper herausgebogen sind. Ebenso ist es aber auch möglich, als. Blecheinlage ein gewelltes Blech zu benutzen, dessen Wellentäler die dem einen Hohlkörper zugeordneten Stützvorsprünge und dessen Wellenberge die dem anderen Hohlkörper zugeordneten Stützvorsprünge bilden. Da eine Abstützung der benachbarten Hohlkörper erst in einem Abstand von deren gemeinsamer Abdichtfläche notwendig ist, braucht dieses Blech nur im Bereich seiner Längsränder gewellt zu sein.A thin-walled sheet metal insert, for example, can be used as the support element be provided, which od on their two surfaces support operations. Like. Has the protrude against the two neighboring hollow bodies and the shape of the hollow body, which occupy these in their sealing position, are adapted. With one especially simple embodiment, this sheet metal insert consists of a pair of thin-walled, continuously abutting sheets, from which the support projections partially are punched out and bent out against the adjacent hollow body. Likewise is but it is also possible as. Sheet insert to use a corrugated sheet, its Wave troughs the support projections assigned to a hollow body and its wave crests form the support projections assigned to the other hollow body. There is a support the adjacent hollow body only at a distance from their common sealing surface is necessary, this sheet only needs to be corrugated in the area of its longitudinal edges be.

Eine andere Art der die Stützweite verringernden Abstützung der einander benachbarten Hohlkörper ist dadurch zu erzielen, daß als Stützelemente an den Außenflächen der Hohlkörper befindliche warzenartige Erhebungen vorgesehen sind, die wieder so bemessen sind, daß sie sich in der Abdichtstellung der Hohlkörper an die Außenfläche des jeweils benachbarten Hohlkörpers anlegen. Bei dieser Ausführungsform können die warzenartigen Erhebungen gegeneinander versetzt in, die Hohlkörperbleche eingeprägt sein.Another way of supporting each other, reducing the span adjacent hollow body can be achieved that as support elements on the outer surfaces the hollow body located wart-like elevations are provided, which again so are dimensioned so that they are in the sealing position of the hollow body on the outer surface of the adjacent hollow body. In this embodiment you can the wart-like elevations offset from one another in, embossed the hollow metal sheets be.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt des Wärmeaustauschers, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Absperrorganpaketes in geöffnetem Zustand, Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Darstellung des Absperrorganpaketes in geschlossenem Zustand, Fig.4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung eines Absperrorganpaketes in geschlossenem Zustand mit doppellanzettförmige Querschnitte aufweisenden Hohlkörpern, Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung eines einen solchen doppellanzettförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlkörpers, Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht eines der Abstützung der Hohlkörper dienenden Doppelbleches, Fig.7 eine Stirnansicht des in der Fig. 6 dargestellten Doppelbleches, Fig.8 eine schaubildliche Ansicht eines anderen Abstützbleches und Fig. 9 die Stirnansicht von zwei einander benachbarten, warzenartige Erhebungen aufweisenden Hohlkörpern.In the drawing is an example embodiment according to FIG Invention shown schematically. It shows Fig. 1 a vertical section of the Heat exchanger, Fig. 2 is an enlarged view of a shut-off device package in the open state, FIG. 3 a representation of the shut-off device package corresponding to FIG in the closed state, FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 Shut-off element package in the closed state with double lancet-shaped cross-sections having hollow bodies, FIG. 5 is a diagrammatic representation of such a A hollow body having a double lancet-shaped cross-section, FIG. 6 is a diagrammatic view View of a double sheet serving to support the hollow body, FIG. 7 a Front view of the double sheet shown in FIG. 6, FIG. 8 a diagrammatic view View of another support plate and FIG. 9 the end view of two of one another neighboring, wart-like elevations having hollow bodies.

Der mit 1 bezeichnete Rotor ist in der Form eines Hohlzylinders gestaltet, an dessen beiden Stirnseiten wieder Scheiben 2 angeordnet sind. Dieser Rotor 1 ist weiter von einem feststehenden, ebenfalls zylindrischen Gehäuse 3 umgeben. Sowohl der Rotor 1 mit den beiden Scheiben 2 als auch das Gehäuse 3 sind durch Isolierschichten 4 gegenüber den Temperaturen der am Wärmeaustausch beteiligten Medien geschützt, so daß nennenswerte Wärmeverluste, insbesondere aber auch wesentliche Längenänderungen oder Spannungen im Material infolge von Wärmeeinflüssen vermieden werden.The rotor labeled 1 is designed in the shape of a hollow cylinder, disks 2 are again arranged on both of its end faces. This rotor 1 is further surrounded by a stationary, likewise cylindrical housing 3. As well as the rotor 1 with the two disks 2 and the housing 3 are by insulating layers 4 against the temperatures of those involved in the heat exchange Media protected, so that significant heat losses, but also significant ones in particular Changes in length or stresses in the material due to the effects of heat are avoided will.

In das feststehende Gehäuse 3 münden weiter die dem Eintritt und Austritt der beiden Medien, beispielsweise des abzukühlenden Rauchgases bzw. der vorzuwärmenden Luft, dienenden Stutzen 5/7 und 6/8. Der Rotor 1 ruht mit seinen beiderseitigen Scheiben2 auf Antriebsrollen 9, die von außen her angetrieben werden und den Rotor 1 in Richtung des Pfeiles 11 in Drehbewegung versetzen.The inlet and outlet also open into the stationary housing 3 the two media, for example the flue gas to be cooled or the one to be preheated Air, serving nozzles 5/7 and 6/8. The rotor 1 rests with its two sides Discs 2 on drive rollers 9, which are driven from the outside, and the rotor 1 set in rotary motion in the direction of arrow 11.

Der von den Bauteilen 1, 2 und 3 eingeschlossene ringförmige Hohlraum ist durch gruppenweise in Rahmen 12 gelagerte Absperrorgane 13 in einzelne Ringsektoren 14 unterteilt, in denen jeweils die die Wärmeübertragung bewirkenden, beispielsweise aus Paketen glatter oder gewellter, der Einfachheit halber nur zweifach dargestellter Bleche bestehenden Speichermassen 15 angeordnet sind.The annular cavity enclosed by components 1, 2 and 3 is by groups in the frame 12 mounted shut-off devices 13 in individual ring sectors 14 divided, in which each effect the heat transfer, for example from packets smoother or more wavy, for the sake of simplicity only shown twice Sheet metal existing storage masses 15 are arranged.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößertem Maßstab einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt der paketartig in dem Rahmen 12 angeordneten Absperrorgane 13. Diese Absperrorgane 13 sind dabei als elastische Hohlkörper ausgebildet, die jeweils aus einem Paar Bleche 16 bestehen, die längs ihres gemeinsamen Randes abdichtend miteinander verbunden und derart gewölbt sind, daß die Hohlkörper 13 einen lanzettförnügen Querschnitt aufweisen. Diese als Absperrorgane dienenden elastischen Hohlkörper 13 sind weiter in in Stützen 17 des Rahmens 12 in jeweils gleicher Höhe angeordneten Führungsschlitzen 18 gelagert. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die elastischen Hohlkörper 3 ähnlich Ofenblechen in einer senkrecht zur Bildebene liegenden Richtung in die Rahmen 12 hineinzuschieben und, falls ein Auswechseln der Hohlkörper 13 notwendig ist, auch wieder herauszuziehen. Weiterhin sind die Hohlkörper 13 an eine in Abhängigkeit von dem Rotorumlauf steuerbare, nicht besonders dargestellte pneumatische Einrichtung angeschlossen, mittels der es möglich ist, das Innere der Hohlkörper 13 so weit unter überdruck zu setzen, daß sich die in ihrer in der Fig. 2 gezeigten Ruhestellung leicht gewölbten Bleche 16 stärker auseinanderwölben, die in der Fig. 3 gezeigt;. Lage einnehmen und mit ihren einander zugekehrten Außenflächen 19 derart fest aneinanderliegen, daß den bisher durch die zwischen den Hohlkörper 13 befindlichen Zwischenräume 21 in Richtung des Pfeiles 22 hindurchströmenden, am Wärmeaustausch beteiligten Medien der Weg versperrt ist.FIGS. 2 and 3 show, on an enlarged scale, one of FIG. 1 corresponding Section of the shut-off elements 13 arranged in a packet-like manner in the frame 12. These shut-off elements 13 are designed as elastic hollow bodies, each made of a pair There are sheets 16 which are sealingly connected to one another along their common edge and are curved in such a way that the hollow bodies 13 have a lanceolate cross-section exhibit. These elastic hollow bodies 13, which serve as shut-off elements, are further in guide slots arranged at the same height in supports 17 of the frame 12 18 stored. This makes it possible to use the elastic hollow bodies 3 similar to oven trays in a direction perpendicular to the plane of the picture into the frame 12 push in and, if it is necessary to replace the hollow bodies 13, also to pull out again. Furthermore, the hollow bodies 13 are dependent on one Pneumatic device, not specifically shown, controllable by the rotor rotation connected, by means of which it is possible, the interior of the hollow body 13 so far to put under overpressure that the rest position shown in FIG slightly arched metal sheets 16, which are shown in FIG. 3; Assume position and lie with their facing outer surfaces 19 so tightly against one another that that the previously located between the hollow body 13 intermediate spaces 21 in the direction of arrow 22 flowing through media involved in the heat exchange the way is blocked.

Die Fig. 4 zeigt eine gleichartige Darstellung wie die Fig. 2 und 3. Jedoch sind die Bleche 16 der Hohlkörper 13 in diesem Fall mehrmals gewellt, so daß diese Hohlkörper 13, von denen einer nochmals schaubildlich in der Fig. 5 dargestellt ist, einen doppellanzettförmigen Querschnitt aufweisen.FIG. 4 shows a representation similar to that of FIGS. 2 and 3. However, the sheets 16 of the hollow body 13 are corrugated several times in this case, so that these hollow bodies 13, one of which is shown again diagrammatically in FIG is shown, have a double lancet-shaped cross-section.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers sowie der zeitliche Ablauf der Steuerung der als Absperrorgane dienenden Hohlkörper 13 sind nachstehend beschrieben: In der in der Fig. 1 dargestellten Stellung des sich nur sehr langsam entgegengesetzt zur Strömungsrichtung 23, 24 der beiden wärmeabgebenden bzw. wärmeaufnehmenden Medien drehenden, die Speichermasse 15 tragenden Rotors 1 ist nach dem passieren der Eintrittsstutzen 5 und 7 den beiden Hohlkörpergruppen 13' Druckluft zugeführt worden, die eine Ausdehnung der einzelnen Hohlkörper 13 und damit ein Schließen dieser beiden Hohlkörpergruppen 13' bewirkt. Damit aber ist der von den Bauteilen 1, 2 und 3 umgebene Hohlraum in zwei völlig voneinander getrennte, sich jeweils über einen Bereich von etwa 150° erstreckende Ringkanäle 25 und 26 unterteilt. Wird beispielsweise durch den Stutzen 5 dem Ringkanal 25 heißes Rauchgas zugeführt, so strömt dieses zunächst in, annähernd radialer Richtung in das gerade dem Eintrittsstutzen 5 benachbarte Speichermassenpaket 15 ein, nimmt seinen Weg in Richtung der Pfeile 23 durch die zwischen dem Eintrittsstutzen 5 und dem Austrittsstutzen 6 befindlichen, unter gleichem Innen- und Außendruck stehenden und damit offenen Hohlkörpergruppen 13 und die die Wärme aufnehmenden Speichermassenpakete 15, um schließlich wieder in annähernd radialer Richtung aus dem gerade dem Austrittsstutzen 6 benachbarten Speichermassenpaket 15 heraus- und durch den Austrittsstutzen 6 abzuströmen. In der gleichen Weise, jedoch in der durch die Pfeile 24 gekennzeichneten entgegengesetzten Richtung, strömt auch die zu erwärmende Luft durch den Stutzen 7 in den Ringkanal 26 ein, nimmt die von den Speichermassen 15 gespeicherte Wärme auf und strömt wieder durch den Austrittsstutzen 8 ab.The mode of operation of the heat exchanger according to the invention and the timing of the control of the hollow bodies 13 serving as shut-off elements are described below: In the position shown in FIG. The rotor 1 carrying the storage mass 15 is supplied to the two hollow body groups 13 'after the inlet nozzles 5 and 7 have passed, which causes the individual hollow bodies 13 to expand and these two hollow body groups 13' to close. In this way, however, the cavity surrounded by the components 1, 2 and 3 is divided into two completely separate annular channels 25 and 26 each extending over an area of approximately 150 °. If, for example, hot flue gas is fed to the annular duct 25 through the nozzle 5, it first flows in an approximately radial direction into the storage mass package 15 which is just adjacent to the inlet nozzle 5, and takes its path in the direction of the arrows 23 through between the inlet nozzle 5 and the outlet nozzle 6 located under the same internal and external pressure and therefore open hollow body groups 13 and the heat-absorbing storage mass packets 15, to finally flow out again in an approximately radial direction from the storage mass pack 15 that is just adjacent to the outlet nozzle 6 and out through the outlet nozzle 6. In the same way, but in the opposite direction indicated by the arrows 24, the air to be heated also flows through the nozzle 7 into the annular channel 26, absorbs the heat stored by the storage masses 15 and flows out again through the outlet nozzle 8.

Wie die Hohlkörpergruppen 13' so sind in. dem in der Fig. 1 dargestellten Zeitpunkt auch die beiden benachbarten Hohlkörpergruppen 13" noch geschlossen, so daß die beiden Medien den ihnen zugewiesenen Weg nehmen können, ohne sich an irgendeiner Stelle auch nur in geringem Maße miteinander vermischen zu können. Im Verlauf der Rotordrehung 11 werden die einzelnen Hohlkörpergruppen 13 jeweils an den Innenkanten 5' und 7' der Einlaßstutzen 5 und 7 geschlossen und bleiben gesperrt, bis sie die Innenkanten 6' und 8' der Auslaßstutzen 6 und 8 erreicht haben. An diesen Innenkanten 6' und 8' erfolgt dann wieder durch eine Absenkung des im Inneren der einzelnen Hohlkörper 13 bisher aufrechterhaltenen Überdruckes ein Öffnen der betreffenden Hohlkörpergruppen 13, so daß die beiden Medien nach einer weiteren Drehung des Rotors 1 wieder ungehindert durch die Ringkanäle 25 bzw. 26 hindurchströmen können. Die in der Fig. 1 dargestellten Hohlkörpergruppen 13" werden sich somit im nächstfolgenden Augenblick öffnen und dem jeweils austretenden Medium den Weg in den Austrittsstutzen 6 bzw. 8 freigeben. Diese Öffnungsstellung der Hohlkörper-01 13 bleibt dann jeweils so lange aufrechterhalten, bis die letzteren wieder die Innenkante 5' oder 7' des folgenden Eintrittsstutzens 5 bzw. 7 erreicht haben.How the groups of hollow bodies 13 'are shown in FIG Time also the two adjacent hollow body groups 13 ″ still closed, so that the two media can take the route assigned to them without interfering with any one Place to be able to mix with each other even to a small extent. In the course of the Rotor rotation 11, the individual hollow body groups 13 are each at the inner edges 5 'and 7' of the inlet ports 5 and 7 are closed and remain locked until they reach the Inner edges 6 'and 8' of outlet nozzles 6 and 8 have reached. On these inner edges 6 'and 8' then takes place again by lowering the inside of the individual Hollow body 13 previously maintained overpressure an opening of the relevant Hollow body groups 13, so that the two media after a further rotation of the rotor 1 can flow through the annular channels 25 and 26 again unhindered. the Hollow body groups 13 ″ shown in FIG. 1 will thus be in the next following Open instantly and the respective escaping medium finds its way into the outlet nozzle Release 6 or 8. This open position of the hollow body 01 13 then remains in each case maintained until the latter again the inner edge 5 'or 7' of the have reached the following inlet nozzle 5 or 7.

Was die Bemessung der einzelnen Hohlkörperbleche 16 betrifft, so weisen diese zweckmäßigerweise die gleiche Blechstärke wie auch die die Speichermasse 15 bildenden Bleche auf. Beträgt also sowohl die Stärke der Speichermassenbleche 15 als auch die Stärke der Hohlkörpe:rbleche 16 beispielsweise 0,3 nun, so beträgt die gesamte Wandstärke eines Hohlkörpers 0,6 mm, was wieder an sich eine Verdoppelung der Wärmekapazität je Flächeneinheit gegenüber den Speichermas.senblechen 15 bedeuten würde. Da jedoch durch die auch in ihrer öffnungsstellung noch bestehende schwache Wölbung der Hohlkörper 13 und der damit verbundenen Reduzierung der Querschnitte der Zwischenräume 21 gegenüber dem normalen Querschnitt der Ringkanäle 25 und 26 etwa eine Verdoppelung der Strömungsgeschwindigkeit der am Wärmeaustausch beteiligten Medien un damit auch der Wärmeübergangszahl erfolgt, bleibt trotz dieser Umstände das auf die Hohlkörper 13 bezogene Verhältnis Wärmeübergangszahl zu Wandstärke annähernd ähnlich wie bei den Speichermassenblechen 15.As far as the dimensioning of the individual hollow body sheets 16 is concerned, so have this expediently has the same sheet metal thickness as that of the storage mass 15 forming sheets. So both the thickness of the storage mass plates is 15 as well as the thickness of the hollow body: sheet metal 16, for example, 0.3 now, so is the total wall thickness of a hollow body is 0.6 mm, which in itself is doubling the heat capacity per unit area compared to the Speicherermas.senblechen 15 mean would. However, because of the weakness that still exists in its open position Curvature of the Hollow body 13 and the associated reduction the cross-sections of the spaces 21 compared to the normal cross-section of the annular channels 25 and 26 approximately a doubling of the flow rate of the heat exchange media involved and thus also the heat transfer coefficient remains in spite of this Circumstances the ratio of heat transfer coefficient to wall thickness related to the hollow body 13 approximately similar to the mass storage plates 15.

Die weiteren Fig. 6 bis 9 zeigen verschiedene Stützelemente, mittels denen eine zusätzliche Abstützung der einander benachbarten Hohlkörper 13 und damit auch eine Verringerung deren Belastung während des Abdichtintervalls zu erreichen ist.The other FIGS. 6 to 9 show various support elements, by means of which an additional support of the adjacent hollow body 13 and thus also to achieve a reduction in their load during the sealing interval is.

So ist in den Fig. 6 und 7 eine aus zwei eng aneinand'erliegenden, dünnwandigen und wieder beispielsweise 0,3 mm starken Blechen 31 und 32 bestehende Stützeinlage dargestellt, die zwischen je zwei Hohlkörpem 13 anzuordnen ist. Sowohl an ihrer Oberseite 33 als auch ihrer Unterseite 24 trägt diese Stützeinlage 31/32 mehrere mit 35 bezeichnete Rippen, die gegen die beiden benachbarten Hohlkörper 13 vorstehen und der Form der Hohlkörper 13, die diese in ihrer Abdichtstellung einnehmen, angepaßt sind, wie dieses wieder insbesondere aus der Fig. 7 ersichtlich ist. Die Rippen 35 sind dabei zweckmäßig teilweise aus den Blechen 31 und 32 ausgestanzt und in ihre senkrechte Stützstellung umgebogen.Thus, in FIGS. 6 and 7, a support insert consisting of two closely spaced, thin-walled and again for example 0.3 mm thick sheets 31 and 32 is shown, which is to be arranged between two hollow bodies 13 each. Both on its upper side 33 and its underside 24 this support insert 31/32 carries a plurality of ribs designated 35, which protrude against the two adjacent hollow bodies 13 and are adapted to the shape of the hollow bodies 13 which they assume in their sealing position, as this again can be seen in particular from FIG. 7. The ribs 35 are expediently partially punched out of the metal sheets 31 and 32 and bent over into their vertical support position.

Gemäß der Fig. 8 kann diese zwischen je zwei einander benachbarten Hohlkörpern 13 einzubringende Einlage aber auch aus einem ebenfalls dünnwandigen und in diesem Fall 0,6 mm starken Blech 36 bestehen, das längs seiner beiden Randbereiche 37 und 38 gewellt ist. Diese Wellung ist dabei wieder der Abdichtform der Hohlkörper 13 angepaßt und derart ausgeführt, daß die Wellentäler 39 die Stützrippen für den einen Hohlkörper 13 und die Wellenberge 41 die Stützrippen für den anderen Hohlkörper 13 bilden.According to FIG. 8, this can be between two adjacent Hollow bodies 13 to be introduced but also from a likewise thin-walled insert and in this case 0.6 mm thick sheet 36 exist along its two edge regions 37 and 38 is wavy. This corrugation is again the sealing form of the hollow body 13 adapted and designed so that the wave troughs 39 the support ribs for the a hollow body 13 and the wave crests 41 the support ribs for the other hollow body 13 form.

Die Fig. 9 schließlich zeigt noch die Möglichkeit, daß versetzt zueinander an den Außenflächen 19 der Hohlkörper 13 warzenartige Erhebungen 42 angeordnet sind, die in d'er Ab dichtstellung der Hohlkörper 13 jeweils an der Außenfläche 19 des benachbarten Hohlkörpers 13 anliegen und damit wieder die Stützweite der Hohlkörper verringern. Um eine einfache Fertigung zu erreichen, sind diese warzenartigen Erhebungen 42 zweckmäßig unmittelbar in die Bleche 16 der Hohlkörper 13 eingeprägt.Finally, FIG. 9 shows the possibility that offset from one another are arranged on the outer surfaces 19 of the hollow body 13 wart-like elevations 42, in d'er from the sealing position of the hollow body 13 each on the outer surface 19 of the adjacent hollow body 13 and thus again the support width of the hollow body to decrease. In order to achieve a simple production, these are wart-like elevations 42 appropriately embossed directly into the metal sheets 16 of the hollow bodies 13.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Regenerative heat exchanger, consisting of one The rotor is mounted in a housing and the rotor is arranged on the circumference of the rotor in ring sectors subdivided storage mass from the heat-emitting medium and the heat-absorbing medium Medium is flowed through in countercurrent to their circulating movement, with between the individual ring sectors with these circumferential, the separation of the flow paths the two media causing shut-off devices are arranged during their largest Circulation path open and at the transition from one flow path to the other flow path are forcibly closed depending on the rotor rotation, according to patent 1124 983, characterized in that the shut-off elements (13) are made of one material are that both approximately the same specific heat and approximately that same ratio of heat transfer coefficient to wall thickness as the storage mass (15) itself having.

2. shut-off device for regenerative heat exchanger according to claim 1, characterized characterized in that it is made up of many layered adjacent to one another and in groups in a common frame (12) mounted and made of thin metal sheets (16) elastic Hollow bodies (13), the volume of which can be changed pneumatically in such a way that in the closed position of the hollow bodies (13) their mutually facing surfaces (19) lie against one another in a sealing manner, but in the open position the hollow bodies (13) Interstices allowing the media involved in the heat exchange to pass through (21) release.

3. Hollow body according to claim 2, characterized in that it consists of consists of a pair of metal sheets (16) sealingly with one another along their common edge connected and so slightly curved that it has a lanceolate cross-section (Fig. 2 and 3).

4. Hollow body according to claim 2, characterized in that that it consists of a pair of metal sheets (16) which seal along their common edge are connected to one another and are corrugated several times in such a way that the hollow body (13) has a multiple lanceolate cross-section (Figs. 4 and 5).

5. Hollow body according to claim 3 or 4, characterized in that the metal sheets (16) are preformed in this way are that at the same pressure outside and inside the hollow body (13) between whose opposing surfaces (19) enable the media to flow through Gaps (21) remain free in the event of overpressure inside the hollow body (13) however, these lie against one another in a sealing manner.

6. Hollow body according to claim 3 or 4, characterized in that the metal sheets (16) are preformed in such a way that the same Pressure outside and inside the hollow body (13), these are sealingly against one another, with a negative pressure inside the hollow body (13), however, between them opposing surfaces (19) allowing the media to flow through gaps (21) remain free.

7. Hollow body according to claim 3 or 4, characterized in that that the sheets (16) are preformed in such a way that at the same pressure outside and inside the hollow body (13) between these narrow, the flow through the Interstices (21) that still allow media remain free and extend through a Widen the negative pressure in the interior of the hollow body and increase the pressure in the interior of the hollow body to disappear. B.

Hollow body according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the thickness of the metal sheets (16) is approximately equal to the Thickness of the storage mass plates (15).

9. Shut-off element with elastic hollow bodies according to at least one of the preceding claims, characterized in that the hollow body (13) each in a common frame (12) arranged guide slots (18) are mounted.

10. Shut-off element with hollow bodies according to at least one of the preceding claims, characterized in that between the adjacent hollow bodies (13) these against each other supporting elements (31/32, 36 and 42) are arranged.

11. shut-off device according to claim 10, characterized in that a thin-walled sheet metal insert (31/32, 36) is provided, which has support projections (35, 39/41) on its two surfaces, which protrude against the two adjacent hollow bodies (13) and the shape of the hollow body (13), which they assume in their sealing position, are adapted.

12. shut-off device according to claim 11, characterized in that the sheet metal insert consists of a pair of thin-walled, adjacent metal sheets (31, 32), from which the support projections (35) partially punched out and bent against the adjacent hollow body (13).

13. shut-off device according to claim 11, characterized in that the sheet metal insert consists of a corrugated sheet (36), the wave troughs (39) of which the one hollow body (13) associated support projections and its wave crests (41) those of the other hollow body (13) form associated support projections.

14. Sheet metal insert according to claim 13, characterized characterized in that the sheet (36) is corrugated only in the region (37, 38) of its longitudinal edges is.

15. Supporting element according to claim 10, characterized in that it consists of located on the outer surfaces (19) of the adjacent hollow bodies (13) wart-like elevations (42) is formed, which are .so sized that they are in the sealing position of the hollow body (13) on the outer surface of the respectively adjacent one Put on the hollow body (13).

16. Supporting element according to claim 15, characterized in that that the wart-like elevations (42) offset from one another and into the hollow body sheets (16) are embossed.