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Gitterwerk für regenerativ betriebene Winderhitzer Die Erfindung betrifft
ein Gitterwerk für regenerativ betriebene Winderhitzer, bei denen die Gasströme
von oben nach unten durch aüfeinanderfolgende Gitterzonen strömen, die in sich aus
waagerechten Steinlagen bestehen, deren Steine gleiches Gewicht und Lotrechte Durchgangskanäle
in gleicher Anzahl sowie mit gleichem Querschnitt und gleichem hydraulis@hem Durchmesser
aufweisen, und bei denen zwischen den Zonen Steinzwischenlägen vorgesehen sind,
deren Steine lotrechte Durchgangskanäle mit Querschnitten aufweisen, die den gemeinsamen
Kanalquerschnitt zweier benachbarter. Kanalquerschnitte in der darüber- bzw. darunterliegenden
Steinzone überdekken, wobei zur Verbindung übereinanderliegender Steinlagen an den
Stirnseiten der Steine Nut-Feder-Verbindungen vorgesehen sind.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, zwischen den das Gitter lotrecht
durchsetzenden, durchgehend voneinander getrennten Kanälen offene Querverbindungen
in horizontaler Richtung vorzusehen, um bestimmte Wirkungen in der Arbeitsweise
des Gitters hervorzurufen, beispielsweise um den Wärrneaustausch zwischen den Gasteilen
der einzelnen Gasströme über den gesamten Gitterquerschnitt gleichmäßig zu machen.
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Steine zum Aufbau solcher Gitterformen sind in zahlreichen Ausbildungen
bekanntgeworden, beispielsweise Steine mit herausnehmbaren bzw. einsetzbaren Zungen
zur Erzielung bzw. Beseitigung der erwünschten Kanalquerschnittsvergrößerung.
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Zur Herstellung der Querverbindungen zwischen den Kanälen werden in
der Regel besondere Steine verwendet, die entsprechende Öffnungen in ihren Wänden
aufweisen. Die gemeinsamen Nachteile solcher Steine bestehen darin, daß für die
einzelnen Maßnahmen, nämlich die der Veränderung der Kanalquerschnitte einerseits
und die .der Schaffung horizontaler Querverbindungen andererseits, neben den normalen
Steinen für den Aufbau der Gitterzonen jeweils nicht nur anders ausgebildete Steine
für den einen, sondern darüber hinaus noch wiederum anders ausgebildete Steine für
den zweiten Zweck benötigt werden. Diese Notwendigkeit erfordert ihrerseits, daß
bei der Aufmauerung des Gitters stets darauf geachtet werden muß, daß die richtigen
Steine an die richtigen Stellen des Gitters gesetzt werden. Dies nicht nur -was
verhältnismäßig einfach überwacht werden kann - in bezug auf die vertikale Aufeinanderfolge
der Steinlagen, sondern auch - was ohne ständige sorgfältige Kontrolle leicht zu
Fehlern führt - in bezug auf das Nebeneinander unterschiedlicher Steinformen innerhalb
ein und derselben Steinlage. Nach der Erfindung lassen sich diese Schwierigkeiten
beseitigen, wenn die Kanalquerschnitte der Steine der Steinzwischenlagen sechs ringförmig
um die lotrechte Steinmittenachse angeordnete Rhomben darstellen, die bei den Steinen
der anderen Steinlagen durch jeweils eine Steintrennwand in Paare gleichseitiger
Dreiecke geteilt sind, und wenn die jeweils unter einem Kanalquerschnitt der Steine
der Zwischenlage beginnenden nebeneinanderliegendenOuerschnitte der Durchgangskanäle
der Steine der folgenden Zonen in der nächstfolgenden, darunterliegenden Zwischenlage
getrennt in zwei benachbarte Durchgangskanäle der Steine dieser Zwischenlage münden.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird
die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 den Stein für den
Aufbau der die Gitterzonen bildenden Steinlagen, in F i g. 2 den Stein für die Steinzwischenlagen
zwischen den einzelnen Zonen, in den F i g. 3 und 4 den Aufbau des Gitters aus den
Steinen gemäß den F i g. 1 und 2 in Teilausschnitten. Die Kanalquerschnitte des
Steines A nach F i g. 1 stellen sechs ringförmig um die lotrechte Steinmittenachse
x-x angeordnete Rhomben dar, die durch die Trennwände 2, 2a in Paare gleichseitiger
Dreiecke 4, 4a aufgeteilt sind. Die radial zur Steinmittenachse verlaufenden Trennwände
l sind über ihre Schnittpunkte mit den anderen nicht radial verlaufenden Trennwänden
2 hinaus verlängert. Diese mit 1 a bezeichneten Verlängerungen haben eine Kraglänge,
die der einer halben Seite der gleichseitigen Dreiecke 4 bzw. 4a entspricht. Diese
Kraglänge kann auch kürzer gehalten werden. Auf der in F i g. 1 sichtbaren Stirnseite
des Steines ist eine kreisförmige Ausnehmung 5 vorgesehen, deren Durchmesser hier
so groß gehalten ist, daß sie die zur Steinmittenachse x-x hin gerichteten Spitzen
der Dreiecke 4 anschneidet. An der anderen Stirnseite des Steines (vgl. hierzu die
F i g. 3, die die Steine in umgekehrter Lage
zeigt) ist ein der
Ausnehmung 5 entsprechender Ansatz 6 vorgesehen, der es erlaubt, die Steine der
nächsten Lage mit solchen Ansätzen in die Ausnehmungen der vorausgegangenen Lage
einzusetzen.
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Ferner weist der Stein A auf der F i g. 1 gezeigten Stirnseite in
den Schnittpunkten der nicht radial verlaufenden Trennwandteile 2a, die die radial
von der Steinmittenachse weggerichteten Spitzen der Dreiecke 4 a bildenden, kreissektorförmigen
Ausnehmungen 5 a auf, die (vgl. auch F i g. 3 und 4) mit den Ausnehmungen der benachbarten
Steine eine vollkreisförmige Ausnehmung bilden, die die gleiche Größe aufweisen,
wie die oben beschriebenen Ausnehmungen 5. Diese zusammengesetzten Ausnehmungen
schneiden beim Ausführungsbeispiel die Spitzen der Dreiecke 4 a an.
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An der anderen Stirnseite des Steines A (vgl. auch hierzu wieder die
F i g. 3) sind an den gleichen Stellen die den Ausnehmungen 5 a entsprechenden
Ansätze 6 a vorgesehen, die zusammengesetzt ebenfalls Ansätze gleicher Größe wie
-die zentral gelegenen Ansätze 6 bilden.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind die Ausnehmungen 5 bzw.
5 a als sich in den Stein hinein und die Ansätze 6 bzw. 6a als sich vom Stein
weg verjüngende Kegelstümpfe ausgebildet. Statt der Kreisform der Ansätze und der
Ausnehmungen können auch andere Formen, beispielsweise regelmäßige Vielecke (Sechsecke)
gewählt werden, die sich dann entsprechend pyramidenstumpfförmig verjüngen.
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Wie F i g. 1 weiter erkennen läßt, sind die Schnittwinkel a der Außenseiten
der nicht radial verlaufenden Trennwände 2 a auf 120° abgestumpft.
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Der Stein B nach F i g. 2 unterscheidet sich von dem nach F i g. 2
im wesentlichen dadurch, daß die nicht radial verlaufenden Trennwandteile 2 dort,
wo sie beim Stein A nach F i g. 1 die Rhombenquerschnitte in Paare gleichseitiger
Dreiecke aufteilen, weggelassen wurden. Dadurch werden sechs konzentrische um die
Steinmittenachse herum angeordnete Kanalöffnungen 7 mit Rhombenquerschnitt geschaffen.
Im übrigen fehlen bei diesen Steinen auch die beim Stein nach F i g. 1 vorgesehenen
Kragverlängerungen in den radial verlaufenden Trennwänden 1. Der Schnittwinkel a
der Außenseiten der Trennwände 2 a ist dagegen auch hier auf 120° abgestumpft.
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Anders als beim Stein nach F i g. 1 sind aber beim Stein B nach F
i g. 2 auf der in der Zeichnung sichtbaren Stirnseite des Steines statt einer zentral
angeordneten Ausnehmung 5 .drei solcher Ausnehmungen 8 jeweils in den Schnittpunkten
einer der radial und zweier der nicht radial verlaufenden Trennwände l bzw. 2 a
vorgesehen, während die andere, aus der F i g. 3 ersichtliche Stirnseite des Steins
-B eine Anordnung von Ansätzen 6 bzw. 6 a aufweist, die gegenüber der entsprechenden
Anordnung beim Stein A nach F i g. 1 unverändert ist. Die Ansätze sind hier mit
9 bzw. 9 a bezeichnet.
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Der Aufbau eines Gitters mit den Steinen A und B
nach
den F i g. 1 und 2 geht aus den F i g. 3 und 4 hervor. Innerhalb einer durch die
Form der Steine A bestimmten Zone des Gitters sind nach nicht zur Erfindung gehörenden
Regeln Zwischenlagen der Steine B angeordnet. Die Steine A werden dabei, wie die
beiden oberen Steinlagen in F i g. 3 erkennen lassen, so gesetzt, daß die Ausnehmungen
5 bzw. die Ansätze 6 der Steine der einen Lage mit den zusammengesetzten Ansätzen
6a bzw. 5a der nachfolgenden bzw. vorausgegangenen Lage zusammenkommen. Hierbei
wird, wie F i g. 3 ausweist, so vorgegangen, daß die Ansätze 6, 6 a oben
und die Ausnehmungen 5, 5 a unten liegen.
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Trotz der durch diese Art des Zusammensetzens der Steine bedingten
lagenweisen radialen Versetzung um je einen halben Steindurchmesser, liegen infolge
der eigenartigen Anordnung der Dreieckpaare und deren Gleichseitigkeit aller Dreiecksquerschnitte
deckend so übereinander, daß über den gesamten horizontalen Gitterquerschnitt parallel
zueinander verlaufende, voneinander getrennt lotrechte Kanalbündel mit Dreiecksquerschnitten
gebildet werden.
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Bei Einschaltung einer Lage Steine B in die Steinlagen A (vgl. hierzu
F i g. 4, die der verständlicheren Darstellung wegen das Gitter in um 180° gekippter
Lage zeigt, also die Unterseite der Steine erkennen läßt) legen sich die Ansätze
5 bzw. 5 a der Steine A in die Ausnehmungen 8 der Steine B. Da diese Ausnehmungen,
wie sich aus einem Vergleich der F i g. 1 und 2 ergibt, so angeordnet sind, daß
zwischen den Steinen A und den Steinen B eine radiale Versetzung um
die Entfernung d zwischen der Stemmittenachse x-x und der Mittenachse der Ausnehmung
8 (vgl. F i g. 2) entsteht, münden jeweils zwei Kanäle mit Dreiecksquerschnitten
der Steine A in einen Rhombenquerschnitt der Steine B.
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Die Versetzung der Steine A und B gegeneinander hat dabei zur Folge,
daß auch die beiden in einen RhombenquerschnittmündendenDreiecksquerschnitte gegeneinander
versetzt sind. Mit jeder weiteren Einschaltung einer Lage von Steinen B in das Gitter
wiederholt sich diese Versetzung. Wie ersichtlich, läßt sich mit einem erfindungsgemäß
.aufgebauten Gitterwerk erreichen, daß die zunächst in den Dreiecksquerschnittkanälen
getrennt voneinander strömenden Gasströme paarweise in den Rhombenquerschnitten
vereinigt werden, sich beispielsweise dabei vermischen, und einen gegenseitigen
Wärmeaustausch vornehmen und anschleßend wieder voneinander getrennt in andere Kanäle
mit Dreiecksquerschnitt weiterströmen.
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In dem Rhombenquerschnitt der nächsten Steinlage B vereinigen sich
dann die Gasströme des einen und des anderen Kanals, dessen Dreiecksquerschnitt
wiederum entsprechend versetzt angeordnet ist.
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Damit jeder Einschaltung einer Lage von Rhombensteinen B in das Gitter
eine erneute Durchmischung und ein dadurch erhöhter Wärmeaustausch zwischen Gasstrom
und Stein bzw. Luftstrom und Stein stattfinden kann, die untereinander um einen
bestimmten Winkel versetzt sind, erstreckt sich eine solche Mischung der einzelnen
Gasströme absatzweise auf den gesamten horizontalen Gitterquerschnitt. Je nach Anzahl
der eingeschalteten Rhombensteinlagen kann dabei beispielsweise ein Gasteilchen
bei einem Weg durch das Gitter eine Art von Spiralbahn durchlaufen, also neben seiner
lotrechten Bewegung noch eine Kreisbewegung ausführen.
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Neben der auf diese Weise erzielten gleichmäßigen Verteilung der Wirkung
der in die Gitterzonen eingeschalteten besonderen Steinform über den gesamten Gitterquerschnitt
kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch auf die offenen Querverbindungen zwischen
den einzelnen Kanälen in der bisher bekannten Weise verzichtet werden, weil die
Wirkung der versetzten Vereinigung zweier getrennter Kanäle mindestens die gleiche
ist und darüber
hinaus die mit den bekannten offenen Querverbindungen
verbundenen Nachteile der Ablagerung von Rückständen und der Schwächung der Steintrennwände
wegfallen.
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Auch die Aufgabe dieser Querverbindungen, die Gasströme bei Verstopfung
einzelner Kanäle in frei gebliebene Kanäle automatisch durch den Stein B erfüllt.
Ein aus den Steinen aufgebautes Gitter weist ferner eine besonders gute Querstabilität
auf, die durch den beim Aufbau des Gitters automatisch entstehenden steinradial
versetzten Querverband der einzelnen Lagen und die ineinandergreifenden Ansätze
und Ausnehmungen erzielt wird. Außerdem sind zwischen dem gesamten Netz von Dreiecks-
bzw. Rhombenquerschnitten an jeder Stelle des Gitterquerschnittes stets gleichartig
profilierte und gleichartig starke Steinwände vorhanden.