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Regenerativ-Vorwärmer mit feststehender Speichermasse, Statorrohr
und gleichachsig hindurchgeführtem Antriebsrohr Die Erfindung bezieht sich auf Regenerativ-Vorwärmer
mit feststehender Speichermasse und umlaufenden Kanalstutzen, und zwar beruht sie
auf dem konstruktiven Grundgedanken einer bekannten Aus-Führungsform, die ein sogenanntes
»Statorrohr« aufweist. Hierbei handelt es sich um ein die ruhende Speichermasse
axial durchsetzendes; diese nach innen begrenzendes, feststehendes Rohr; -das verschiedene
vorteilhafte Möglichkeiten eröffnet.' So kann der Innenraum des Statorrohres dazu
benutzt werden, Elemente zur Verbindung der beidseitigen umlaufenden Kanalstutzen
unterzubringen, beispielsweise Gestänge und Rohrleitungen. Das Statörrohr kann ferner
zur Lagerung der umlaufenden Kanalstutzen dienen. Sein Durchmesser kann so groß
gewählt werden, daß es begehbar ist und somit Zugang zu betriebswichtigen Teilen
eröffnet. Hierdurch werden Reparaturen mancher Art wesentlich erleichtert.
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Bekannt ist es auch schon, innerhalb des Statorrohres ein koaxiales,
die beidseitigen Kanalstutzen miteinander kuppelndes, drehbar gelagertes Rohr anzuordnen.
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Eine Schwierigkeit besteht bei allen solchen rauchgasbeheizten Regenerativ-Luftvorwärmern
darin, den Rauchgaskanal und den Luftkanal auch in den übergangsbereichen gegeneinander
abzudichten, in denen der Übertritt aus den ankommenden Kanälen in die Speichermasse
bzw. umgekehrt der übertritt aus der Speichermasse in die abführenden Kanäle erfolgt.
Diese in starkem Maß durch die thermischen Verformungen verursachten Schwierigkeiten
wachsen mit zunehmenden Abmessungen der Vörwärmer. Dementsprechend ist es erforderlich,
die Mündungen der Kanalanschlüsse jeweils an die sich laufend verändernde Form der
Stirnflächen der Speichermasse anzupassen.
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Bei der bekannten Ausführungsform mit Statorrohr und gleichachsig
in diesem angeordnetem, die Kanalstutzen miteinander kuppelndem Antriebsrohr ist
die Aufgabe in der Weise gelöst, daß dieses Antriebsrohr aus mehreren in axialer
Richtung zueinander teleskopartig verstellbaren Teilen zusammengesetzt ist. Die
Anpassung der umlaufenden Kanalstutzen an die Stirnflächen der ruhenden Speichermasse
kann daher nur durch axiales Verstellen der beiden Endteile des Antriebsrohres erfolgen,
d. h. durch Verschieben der Stutzenmündungen unter Beibehaltung ihrer Lage in achssenkrechten
Ebenen. Die hierdurch erreichbare Anpassung ist nicht sehr genau. Dieses Konstruktionsprinzip
kann nur für Luftvorwärmer kleinerer Abmessungen Verwendung finden, nicht aber für
Luftvorwärmer der heute übliehen großen Abmessungen, bei denen die Speichermassenkörper
sehr großen Durchmessers ganz erhebliche räumliche Verwerfungen ei-fahren.
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Der Regenerativ-Vorwärmer gemäß der Erfindung ist daher von der Aufgabe
ausgegangen, diese bekannten Ausführungsformen mit feststehender Speichermasse,
umlaufenden Kanalstutzen, Statorrohr und gleichachsigem Antriebsrohr so zu verbessern,
daß auch bei den größten, praktisch in Frage kommenden Statordurchmessärn trotz
der entsprechend großen Verwerfungen doch eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen
den Mündungen der Anschlußkanäle einerseits und den Stirnflächen des Stators andererseits
ermöglicht wird. Diese Aufgabe ist bei dem Regenerativ-Vorwärmer gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß an die Mündungen der umlaufenden Kanalstutzen ein den Verformungen
der Speichermassen-Stirnfläche folgender Dichtrahmen nachgiebig, jedoch gasdicht
angeschlossen ist und daß die inneren und/oder die äußeren Enden der Dichtrahmen
an dem umlaufenden Teil, der im wesentlichen aus dem Antriebsrohr und den Kanalstutzen
besteht, axial verstellbar befestigt sind.
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Solche Dichtrahmen, die in der Lage sind, den räumlichen Verformungen
der Speichermassen-Stirnfläche zu folgen, sind an sich für Luftvorwärmer mit umlaufender
Speichermasse bekannt. Die Übertragung auf Luftvorwärmer mit feststehender Speichermasse
ergibt jedoch wesentliche Vorteile besonderer Art, insbesondere gegenüber den vorstehend
als bekannt erläuterten Ausführungsformen mit Statorrohr und Antriebsrohr. Es ist
bei dem Vorwärmer gemäß der Erfindung nämlich nicht nötig, die großen Kanalanschlüsse
zu verstellen. Diese können vielmehr an dem Antriebsrohr fest, d. h. axial nicht
verstellbar;
angebracht sein. Die Anpassung der Mündungen der umlaufenden
Kanalanschlüsse an die Stirnflächen der Speichermasse kann allein mit Hilfe der
Dichtrahmen erfolgen. Nur diese Dichtrahmen folgen den räumlichen Verformungen der
Speichermasser-Stirnfläche. Es ist offensichtlich, daß hierdurch eine wesentlich
genauere Anpassung möglich ist als nur durch axiale Parallelverschiebung der großen
Anschlußstutzen. Die gasdichte, jedoch in dem erforderlichen Maß nachgiebige Verbindung
eines solchen Dichtrahmens mit der Mündung des ihn tragenden Anschlußstutzens kann
mit verschiedenen, an sich bekannten Mitteln erfolgen.
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Erfolgt der Antrieb des die beiden Kanalstutzen tragenden Antriebsrohres
in der bekannten Weise (französische Patentschrift 1266 966) nur an einem Ende,
so ist es erforderlich, die Kanalstutzen am Antriebsrohr möglichst verwindungssteif
zu befestigen. Wird der Antrieb jedoch von außen auf je einen oberen und einen unteren,
am Umfang der Kanalstutzen angebrachten Bolzenkranz übertragen, wie es Gegenstand
eines älteren Patents ist (deutsches Patent 1143 959), dann ist hierdurch
der erforderliche Gleichlauf gewährleistet, so daß die Befestigung der Kanalstutzen
an dem sie tragenden Rohr nicht verwindungssteif sein muß.
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Zur Veranschaulichung des Grundgedankens der Erfindung ist in den
Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar ein rauchgasbeheizter
Luftvorwärmer mit stehender Achse in senkrechtem, durch diese Achse geführtem Schnitt.
An Hand dieses Ausführungsbeispiels seien auch die zahlreichen konstruktiven Einzelheiten
erläutert, zu denen der neue Grundgedanke geführt hat. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt
durch den Vorwärmer, F i g. 2 einen Axialschnitt durch das Stützlager für das Antriebsrohr,
F i g. 3 einen Axialschnitt durch das obere Führungslager und F i g. 4 einen Axialschnitt
sowie F i g. 4 a einen hierzu senkrechten Schnitt durch ein Stützlager anderer Konstruktion.
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Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Stator 1 mit seinem am Umfang
angebrachten Bodenflansch 2 auf Trägern 3 des Kesselgerüstes ruht. Das ihn durchsetzende,
feststehende Statorrohr ist in diesem Fall doppelwandig ausgebildet und besteht
aus einem äußeren Rohr 4 a sowie einem inneren Rohr 4 i, die zusammen
als Statorrohr 4 bezeichnet seien. Der Wandungshohlraum einer solchen Doppelwand
kann gegebenenfalls zur Durchleitung eines kühlenden flüssigen oder gasförmigen
Mediums, z. B. Leckluft, benutzt werden. Innerhalb dieses Statorrohres 4 ist gleichachsig
das erwähnte umlaufende Antriebsrohr angeordnet, das aus drei Teilstücken 5a,
5b und 5c
lösbar zusammengesetzt ist, um die Kontrolle oder den Aus-
und Einbau von Dichtungen oder auch von Lagerteilen zu ermöglichen. Dieses Antriebsrohr
als Ganzes sei zusammenfassend mit der Kennziffer 5 bezeichnet.
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Das Antriebsrohr 5 verbindet den oberen Kanalstutzen 11 starr und
verwindungssteif mit dem unteren Kanalstutzen 12 und ist etwa in der Höhe der unteren
Stirnfläche des Stators 1 mittels eines Radial-Axial-Lagers 6/7 abgestützt, und
zwar ruht der Rohrabschnitt 5 b mit einem Umfangsflansch 8 mittelbar auf
dem oberen Laufring 6, während der untere Laufring 7 sich über eine ringförmige
Konsole 9 auf dem unteren Innenring 10 des Stators abstützt. Durch dieses Lager
wird also das Antriebsrohr 5 getragen und zugleich geführt. Bei dieser Halterung
hat die Konsole 9 die Aufgabe, die temperaturbedingten Verformungen - Wachsen bzw.
Schwinden --- des Innenrings 10 ausgleichend aufzunehmen und das Lager 6/7
zu zentrieren.
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Die Zuführung des Schmiermittels zu den Lagerstellen könnte an sich
von außen durch den Stator hindurch mittels eines wärmeisolierten Tunnels erfolgen,
und zwar mit oder ohne Kühlung und Filterung. Das dargestellte Ausführungsbeispiel
veranschaulicht aber eine besonders zweckmäßige Lösung.
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Die Zuführung des Schmiermittels für den umlaufenden Bauteil, der
sich aus der oberen Haube 11, der unteren Haube 12 und dem diese beiden verwindungssteif
miteinander kuppelnden Antriebsrohr 5 zusammensetzt, erfolgt hier zentral durch
eine Steigleitung 21, von der nur das untere und das obere Ende erkennbar ist, während
sie auf dem Hauptteil ihres Verlaufs in der Zeichnung verdeckt ist.
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Das aus beiden Lagern kommende Schmiermittel wird durch das Rücklaufrohr
24 in ein mit diesem und dem Antriebsrohr 5 umlaufendes, axial angeordnetes, nach
unten offenes Gefäß 27 eingeleitet und von diesem in einen ruhend angeordneten Sammler
28. Das umlaufende Gefäß 27 und der ruhende Sammler 28 sind durch eine Stopfbuchse
miteinander abgedichtet. Aus dem Behälter 28 wird das Schmiermittel dann durch eine
Leitung 24' zum nicht dargestellten Pumpenaggregat weitergeleitet.
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Der von diesem Pumpenaggregat (unten von rechts) kommende Ölzulauf
wird durch den Sammler 28 und das Gefäß 27 in entgegengesetzter Richtung hindurchgeführt,
nämlich axial von unten nach oben, und mündet in die Steigleitung 21 ein, die in
den Deckel des Gefäßes 27 eingeschweißt ist. Eine abdichtende Kupplung
29 stellt hierbei die Verbindung zwischen dem von der Pumpe kommenden ruhenden
Ölzulauf und dem koaxial angeordneten umlaufenden Ende der Steigleitung 21 dar.
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Zur Abdichtung des oberen Kanalstutzens 11 gegenüber dem Außenflansch
40 des Stators 1 dient ein Dichtrahmen 41, der aus zwei radialen
Dichtleisten, einer am Umfang angeordneten, die Enden der beiden radialen Dichtleisten
miteinander verbindenden kreisbogenförmigen Dichtleiste sowie einem entsprechenden
kurzen Bogenstück am nabenseitigen Ende besteht. Diese Dichtleisten des Rahmens
können zwecks Erzielung einer besseren Anpassung an die Formänderungen der Statorstirnfiäche
in Abschnitte unterteilt sein, die gelenkig in der Weise miteinander verbunden sind,
daß sie die erforderlichen Schwenkungen in Richtung senkrecht zur Stirnfläche ausführen
können. Der Dichtrahmen 41 ist mit der Randkante des umlaufenden Kanalstutzens
11 mittels einer nachgiebigen Dichtung 44
verbunden. Er könnte an sich
mit seinem bogenförmigen Umfangsabschnitt auf dem Umfangsflansch 40 schleifen.
Es wird jedoch vorgezogen, die Abdichtung ohne unmittelbare Berührung vorzunehmen
und den Rahmen 41 in geringem Abstand zu halten, da nach den Erfahrungen der Praxis
ein enger Spalt eine ausreichende Abdichtung ergibt, andererseits aber den bei reibender
Dichtung auftretenden größeren Verschleiß vermeidet.
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In entsprechender Weise wird das kurze nabenseitige, bogenförmige
Stück des Dichtrahmens 41
dicht oberhalb des Innenrings 31 des Stators
gehalten, so daß auch hier eine Abdichtung mit geringem Spiel, d. h. ohne Reibung,
erfolgt. Die Abdichtung zum Kanalstutzen 11 ist auch hier mittels einer flexiblen
Manschette 45 vorgenommen.
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Der vorstehend behandelte Dichtrahmen 41 ist in Punkten seines äußeren
Umfanges an den äußeren Enden zweiarmiger, radial angeordneter Hebel 49 aufgehängt,
und zwar in Punkten 50, vorzugsweise den Eckpunkten des Rahmens, in denen seine
radialen Dichtleisten mit der am Umfang angeordneten kreisbogenförmigen Dichtleiste
zusammenstoßen. Die Drehachsen 51 der genannten zweiarmigen Hebel sind an dem Drehstutzen
11 gelagert. Unter Berücksichtigung der sich aus den Temperatureinwirkungen möglicherweise
ergebenden Verformungen kann die Drehachse 51 gegebenenfalls auch von einer
mit der Nabenpartie verbundenen Stützkonstruktion getragen werden.
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In entsprechender Weise sind die zentralen kurzen Bogenstücke des
Dichtrahmens 41 in Punkten 52 an kurzen, zweiarmigen Hebeln 53 aufgehängt.
Als feste Drehpunkte für diese zweiarmigen Hebel 53 dienen Lager
54, die an dem Bodenflansch 11 c der Haube 11 befestigt sind.
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Die Halterung des Dichtrahmens 56 des anderen Kanalstutzens 12 ist
genau in der gleichen Weise aufgebaut. Es sind die Teile dieses Rahmens in Punkten
50 ihres äußeren Umfanges an entsprechenden langen zweiarmigen Hebeln 49 und mit
den zentralen Bögen in Punkten 52 an kurzen zweiarmigen Hebeln 53 aufgehängt. Als
feste Drehpunkte für die langen bzw. kurzen zweiarmigen Hebel dienen Lager 51 und
54, die außen am Kanalstutzen bzw. innen auf dessen Bodenflansch 12 c abgestützt
sind.
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Alle diese Hebel 49 und 53 des oberen Dichtrahmens 41 und des unteren
Dichtrahmens 56 führen in den Innenraum des Antriebsrohres 5 hinein. Mit Hilfe dieser
Hebel 49 und 53 sind also die Elemente der Dichtrahmen 41. und 56
so gehaltert, daß sie in geringem Abstand vor den Dichtungsgegenelementen des Stators
gewissermaßen »schweben«. Hierdurch soll also einerseits ein ständiges Schleifen
der umlaufenden Dichtrahmen auf den gegenüberliegenden Elementen des Stators vermieden
werden, weil ein solches Schleifen sehr schnell zum Verschleiß führen würde. Andererseits
soll der eingehaltene Abstand auch nicht zu groß sein, weil ein zu weiter Luftspalt
die Abdichtung verschlechtern würde. So kommt es darauf an, die Abdichtungsglieder
mit Hilfe der schwenkbaren Hebe149 und 53 zwar frei, aber trotzdem in möglichst
geringem Abstand vom Stator zu halten. Zu diesem Zweck wird eine Gewichtskompensation
vorgenommen. Hierbei sind einmal die Eigengewichte der Abdichtungsglieder sowie
der sie tragenden Hebel zu berücksichtigen. In dem erforderlichen Maß wird durch
zusätzliche Gewichte oder durch Federn ein Ausgleich bewirkt. Die Steuerung kann
beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch erfolgen, und zwar selbsttätig
oder von Hand.
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Dieser Gewichtsausgleich für die Abdichtungsglieder kann einzeln,
also für jedes von diesen unabhängig von den anderen erfolgen. Es besteht aber auch
die Möglichkeit, die einander entsprechenden, paarweise gegenüberliegenden Hebelarme
miteinander zu kuppeln, wie es bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Dort sind jeweils ein oberer Hebelarm 49 und der ihm unten gegenüberliegende
Hebelarm 49, die beide zur Verstellung der äußeren Teile der beidseitigen Dichtrahmen
dienen, durch Kupplungsgestänge 70 miteinander verbunden. In dieses Kupplungsgestänge
70 sind, wie es zweckmäßig ist, zusätzliche Federungskörper eingebaut, die unter
vorgegebener Vorspannung stehen und die bei Auftreten eines Widerstandes eine Vergrößerung
des Spalts zwischen Dichtrahmen und Speichermasse zulassen.
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Zum Ausgleich der Differenz der wirksamen Gewichte aller Teile des
oberen und des unteren Dichtrahmens sind die erwähnten Gewichte 68 vorgesehen, an
deren Stelle auch Federn benutzt werden können. Mit Hilfe von verzahnten Spannschlössern
69, die durch Zahnräder 71 über Wellen 72 betätigt werden können, ist eine Verstellung
der Spannschlösser mit Hilfe von Handrädern 75 leicht möglich. Angesichts der äußerst
niedrigen Umlaufzahlen, die bei den jetzigen Ausführungsformen solcher Luftvorwärmer
in der Größenordnung von einem Umlauf in der Minute liegen, kann dieses Verstellen
von Hand auch bei laufendem Luftvorwärmer bequem und ohne Gefahr vorgenommen werden.
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In entsprechender Weise, wie es vorstehend für ein zusammengehöriges
Paar langer Hebel 49 erläutert wurde, sind bei dem Ausführungsbeispiel auch je ein
obenliegender kurzer Hebel 53 und der ihm unten gegenüberliegende kurze Hebel
53 durch eine Kupplungsstange mit Spannschloß, gegebenenfalls Ausgleichsgewicht,
zusammengefaßt und gemeinsam über eine Welle mittels eines Handrades zu betätigen,
so daß auf diese Weise auch die kurzen bogenförmigen, zentralen Teile der Dichtrahmen
41 und 56 im laufenden Betrieb nachgeregelt werden können.
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Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die verstellbare Aufhängung
der Abdichtungsglieder unter Kompensation der Eigengewichte dieser Glieder und der
sie tragenden Organe bzw. bei paarweiser Kupplung unter Kompensation der Gewichtsdifferenzen,
d. h. der im Rest etwa wirksam bleibenden Gewichte, die Möglichkeit schafft, eine
genaue Anpassung der Abdichtungsglieder an die jeweilige Lage der Gegenfläche vorzunehmen,
und zwar mit sehr geringem Kraftaufwand. Dadurch ist es leicht gemacht, mit den
Abdichtungsgliedern den thermischen Verformungen der Statorflächen zu folgen. Hierdurch
ist insbesondere die erläuterte Möglichkeit gegeben, bei Änderung des Betriebszustandes
eine einfache Nachstellung von Hand vorzunehmen, und sogar durch unmittelbare mechanische
Betätigung. Es ist diese Gewichtskompensation aber auch bei Verwendung andersartiger
(beispielsweise pneumatischer oder hydraulischer) Steuervorrichtungen von Vorteil,
gleichgültig, ob die Bedienung von Hand oder selbsttätig erfolgt.
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Selbstverständlich ist dieser Erfindungsgedanke, den Abdichtungsgliedern
der Kanalstutzen durch eine solche Gewichtskompensation ein einwandfreies Anpassen
an die gegenüberliegenden Statorflächen unter Belassung nur eines engen Leckspalts
zu ermöglichen, nicht auf Luftvorwärmer mit den besonderen konstruktiven Merkmalen
des Hauptanspruchs oder gar des Ausführungsbeispiels beschränkt. Diese Kompensation
der Gewichte bzw. Gewichtsdifferenzen, d. h. die Schaffung einer etwa indifferenten
Gleichgewichtslage für die Abdichtungsglieder, ist vielmehr für alle Regenerativ-Wärmeaustauscher
mit
ruhender Speichermasse und umlaufenden Kanalstutzen von Vorteil,
weil bei Wärmetauschern dieser Art stets das Problem eine Rolle spielt, zwischen
den umlaufenden Abdichtungsgliedern und der ruhend gegenüberliegenden Speichermasse
einen möglichst engen Leckspalt zu belassen, die Gefahr des Schleifens aber zu vermeiden.
Im übrigen kann diese Kompensation auch mit Hilfe anderer konstruktiver Mittel,
beispielsweise unter Verwendung anderer Gestängekonstruktionen, verwirklicht werden.
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Im Hinblick darauf, daß die erfindungsgemäße Konstruktion eine äußerst
genaue Einregelung ermöglicht, ist es natürlich wichtig, etwaige Fehlerquellen auszuschalten,
die den einwandfrei symmetrischen Lauf des rotierenden Teiles störend beeinflussen
könnten. Hierbei ist dem Antrieb Beachtung zu schenken. Der Antrieb erfolgt bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Zahnkranz 73, der auf das untere
Ende des Antriebsrohres 5 aufgebracht ist. Auf der linken Seite ist ein in diesen
Zahnkranz 73 greifendes Ritzel 74 dargestellt. Ein solcher Antrieb erzeugt radial
gerichtete Kräfte, die auf das Antriebsrohr 5 auslenkend einwirken. Zur Vermeidung
dieses Nachteils wird der Antrieb nicht in der bisher üblichen Weise mittels eines
einzigen Antriebsaggregates vorgenommen, sondern es werden zwei oder mehrere Antriebsaggregate
mit solchen Ritzeln 74 benutzt, die symmetrisch über den Umfang des Zahnkranzes
73 verteilt werden, so daß ihre durch den Zahneingriff erzeugten radialen Kräfte
sich gegenseitig aufheben. Die Symmetrie der angreifenden Kräfte kann hierbei noch
verbessert werden, indem man die Antriebsvorrichtungen starr miteinander kuppelt.
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Eine besonders gleichmäßige Verteilung der Antriebsdrehmomente ergibt
sich bei Verwendung von zwei oder mehr parallelgeschalteten, von einer einzigen
Druckmittelquelle gespeisten Hydraulikmotoren, die alle in symmetrischer Verteilung
am gleichen Zahnkranz 73 angreifen.
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Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist der konische Innenmantel 12a der
unteren Haube durch einen Zylinder 12b, einen Bodenflansch 12c, einen Profilstahlring
12 d und einen Deckflansch 12 e versteift. Die untere Haube 12 ist durch den Flansch
12e mit einem Flansch 15 des untersten Antriebsrohrabschnitts 5 c verschraubt. Zur
Führung der unteren Haube 12 dienen Führungsrippen 16, die ebenfalls am Abschnitt
5 c des umlaufenden Antriebsrohres angebracht sind.
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Der dargestellten Konstruktion ist die Annahme zugrunde gelegt, daß
die kalte Seite des Luftvorwärmers sich unten befindet. Das hier zugleich als Radiallager
ausgebildete Stützlager 6/7, das die Last der umlaufenden Teile zu tragen hat, befindet
sich somit in einem Bereich mäßiger Temperatur. Daher ist es möglich, für das Gleitlager
einen Gleitbelag aus Kunststoff zu verwenden. So ist beispielsweise Polytetrafluoräthylen
für diesen Zweck sehr geeignet. Auf Grund dieser überlegung ist es zweckmäßig, dieses
tragende Radial-Axial-Lager nach oben zu verlegen, wenn der Rauchgaszug von unten
nach oben führt, die kalte Seite des Luftvorwärmers also oben liegt. Zur Zentrierung
des unteren Traglagers 6/7 dient die ringförmige Konsole 9.
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Im Hohlraum dieser ringförmigen Konsole 9 sind, fest mit ihr verbunden,
Platten 9 a angeordnet, in die verstellbare Auflagen 9 b für Federkörper eingeschraubt
sind. Mit Hilfe von Federtellern 9c/9d und Spannschrauben 9 e werden die Federn
9 f zum Zweck des Einbaues auf die gewünschte Vorspannung gebracht.
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Nach Einsetzen der Auflagen 9 b werden die Spannschrauben 9 e gelöst,
so daß die Federkraft auf der einen Seite über die Auflage 9 b auf die Konsole 9
und auf der anderen Seite auf den Innenring 10 des Stators einwirkt. Die ringförmige
Konsole 9 ist in eine Aussparung des Statorinnenrings 10 eingesetzt.
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Erwärmt sich der Statorinnenring 10 unter Einwirkung der gegebenen
örtlichen Betriebstemperaturen, so dehnt er sich aus. Durch ein entsprechendes,
selbsttätiges Nachführen der Federteller 9d mit Hilfe der auf diese einwirkenden
Federn 9 f bleibt dann die Zentrierung der Lager gegenüber dem Stator erhalten.
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Die Vorspannung der Federn 9f, deren Zahl je nach Größe des Vorwärmers
verschieden ist, wird größer als die Summe aller auftretenden Radialkräfte gewählt.
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Durch den Einlauf der Steigleitung 21 wird das Schmiermittel für das
in F i g. 2 dargestellte untere Traglager 6/7 einem Behälter 25 zugeführt. Von dort
wird es über ein überlaufwehr 25a abgeleitet, und zwar in einen Sammelbehälter 26,
der unmittelbar zu dem Ablaufrohr 24 führt. Das Traglager 6/7 taucht hierbei, wie
es aus der Darstellung ersichtlich ist, vollständig in das Schmiermittel ein. Im
übrigen wird das an der kalten Seite des Regenerativ-Vorwärmers befindliche Lager
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Schlauchdichtung 46 geschützt,
deren Gehäuse 47 am Bodenflansch 12 c des unteren Kanalstutzens befestigt ist. Damit
ist sowohl am äußeren als auch am inneren Umfang des Regenerativ-Vorwärmers eine
doppelte Dichtung vorhanden.
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F i g. 3 veranschaulicht, daß in ähnlicher Weise, wie es F i g. 2
für das unten befindliche Stützlager zeigt, durch Elemente 11 b bis 11 e eine Versteifung
auch des konischen Innenmantels 11a des oberen Kanalstutzens 11 vorgenommen ist.
Diese obere Haube 11 ist durch den Flansch 11 e mit dem Flansch 13 des obersten
Zentralrohrabschnitts 5 a verschraubt. Zur Führung der Haube 11 ist an diesem
Rohrabschnitt 5 a eine Führungsrippe 14 vorgesehen.
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Zur Führung des Antriebsrohres 5 an diesem heißen Ende dient ein an
den Abschnitt 5a angeschweißter Führungsring 17. An diesen legt sich ein zweiteiliger
Laufring 18 an, der auf einem Meh r-:3ächenlager 19 gleitet. Letzteres ist über
einen Zentnerring 20 gegen den oberen Innenring 31 des Stators abgestützt. Aufbau
und Wirkungsweise des Zentrierrings 20 sind die gleichen wie bei der ringförmigen
Konsole 9.
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Das Schmiermittel wird durch die Steigleitung 21 in eine ringförmige
Aussparung 22 eingeleitet, die in der oberen Hälfte des zweiteiligen Laufrings 18
angeordnet ist. Von dort fließt das Schmiermittel über den Rand dieser Aussparung
in die zwischen dem Laufring 18 und dem Mehrflächenlager 19 befindliche Gleitfläche
und strömt schließlich in einen Sammelbehälter 23, aus dem es dem Ablaufrohr 24
zugeleitet wird.
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Zwischen dem Zentrierring 20 und dem Bodenflansch 11 c der Haube 11
ist eine Schlauchdichtung 46 vorgesehen, deren Gehäuse 47 am Bodenflansch
11
c befestigt und durch einen Gehäusedeckel 48 verschlossen ist. Die Schlauchdichtung
46 hat die Aufgabe, Staub vom Führungslager 1819 fernzuh.alten.
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F i g. 4 veranschaulicht zu dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1
eine Abwandlung der Konstruktion des Stützlagers, die also an die Stelle der Ausführungsform
gemäß F i g. 2 treten kann. Da bei dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Luftvorwärmer
von der Annahme ausgegangen ist, daß die heiße Seite oben und die kalte Seite unten
liegt, so daß das Stützlager dementsprechend unten angeordnet ist, wird auch bei
dieser abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 4 die Anordnung dieses Stützlagers
auf der unteren Seite des Luftvorwärmers angenommen. Wenn es sich hingegen um einen
Luftvorwärmer handeln sollte, bei dem die kalte Seite oben liegt und dementsprechend
das Stützlager ebenfalls auf der oberen Seite angeordnet werden soll, wie es zweckmäßig
ist, dann lassen sich die konstruktiven Einzelheiten der F i g. 4 ohne Schwierigkeiten
auf eine solche abgewandelte Ausführungsform übertragen.
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Auch dieses Stützlager gemäß F i g. 4 ist zugleich als Radiallager
ausgebildet, wie es die Formgebung der Gleitringe 6 und 7 erkennen läßt. Der Umfangsflansch
8 des Rohrabschnitts 5 b stützt sich ,auf dem oberen Lagerring 6 mittels einer besonderen
Vorrichtung ab, die aus den Elementen 9a' bis 9g' besteht. Diese Stütze stellt das
wesentliche Element dar, durch das das Lager gemäß F i g. 4 sich gegenüber demjenigen
gemäß Fig. 2 unterscheidet. Zur besseren Veranschaulichung ist dieses Zwischenglied
9 a 'bis 9 g' in F i g. 4 a noch einmal für sich allein in einem um 90° versetzten
Axialschnitt, und zwar in etwas kleinerem Maßstab, dargestellt.
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An dem Umfangsflansch 8 ist ein Lagerbock 9a' starr befestigt. Seine
beiden in Fi g. 4a erkennbaren Wangen sind von ihren Enden her je mit einem (also
unten offenen) Schlitz versehen, so daß die Wangen etwa die Form zweizinkiger Gabeln
haben. In diesen Schlitzen ist eine Hülse 9b' schwenkbar gehaltert, und zwar
mittels ihrer beiden Lagerzapfen 9c', die von unten her in diese Schlitze eingeschoben
sind.
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In den oberen Lagerring 6 ist in schräg nach außen abwärts gerichteter
Stellung ein Bolzen 9 d' fest einaeschraubt, der durch eine ihn mit Spiel umgreifende
Bohrung der die Hülse 9b' verschließenden Stellschraube 9e' hindurchnagt. Auf dem
Bolzen 9d ist ein Bund 91' it kugeliger Außenfläche fest angebracht,
der den Hohlraum der Hülse 9b' unterteilt. In den beiden Teilen sind starke Tellerfedern
9g' angeordnet. Die Tellerfedern oberhalb des Bundes 9f' müssen so stark ausgeführt
sein, daß sie in der Lage sind, den auf ihnen lastenden Anteil des Gewichts der
umlaufenden Welle 5 und der an dieser befestib ten Elemente aufzunehmen. Es können
diese federnden Stützen 9 ä bis 9" ' jedoch in genügend großer Zahl, gleichmäßig
über den ganzen Kreisumfang verteilt, vorgesehen werden, so daß auf jede Stütze
nur ein entsprechender Bruchteil des Gesamtgewichts dieser umlaufenden Teile entfällt.
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Auch diese Konstruktion ist gut geeignet, die Wärmeverformungen aufzunehmen,
die sich einmal aus der erheblichen Temperaturdifferenz zwischen kaltem Zustand
und Betriebszustand ergeben, darüber hinaus aber in fortlaufendem Wechsel bei jedem
Umlauf auf Grund des in wechselnder Folge stattfindenden Durchgangs durch die heißen
Rauchgase und die kalte Luft. Die Hülse 9 b' kann bei radialen Verschiebungen des
Bolzens 9d_' unter entsprechender Schwenkung um ihre Lagerbolzen 9c' folgen. Zu
diesem Zweck ist der Bund 9 f des Bolzens, der zur Führung in der Hülse 9 b' dient,
auf seiner Umfangsfläche kugelförmig gewölbt. Die Tellerfedern 9g' bewirken bei
solchen Schwenkungen die erforderliche Anpassung der Länge der Stütze an die Änderungen
des Abstandes zwischen Gleitring 6 und Umfangsflansch B.
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Der vorstehend an Hand verschiedener konstruktiver Einzelheiten erläuterte
Erfindungsgedanke bedeutet gegenüber den bekannten Ausführungsformen einen ganz
erheblichen Fortschritt. Bisher ist es stets erforderlich gewesen, die abdichtenden
Elemente, also beispielsweise die Dichtrahmen, vor Inbetriebnahme bei kaltem Luftvorwänner
auf einen geeignet erscheinenden Dichtspalt einzustellen. Hierbei kommt es darauf
an, im voraus ,abzuschätzen, ob dieser Dichtspalt groß genug ist, so daß nachher
trotz der im Betrieb durch die Erwärmung sich ergebenden Verformungen ein Schleifen
oder gar Verklemmen nicht eintreten kann. Die Erfahrung hat gezeigt, daß dieses
Abschätzen äußerst schwierig ist. Will man das Schleifen und Verklemmen mit Sicherheit
ausschließen, um ein Stillsetzen des Luftvorwärmers, das stets äußerst störend ist,
zu vermeiden, so bleibt nichts anderes übrig, ,als daß man den Luftspalt vorsorglich
eher etwas zu weit als zu eng einstellt. Hierdurch ergeben sich dann natürlich entsprechende
Leckverluste, die, während der ganzen Betriebsdauer summiert, ein erhebliches Ausmaß
annehmen.
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Demgegenüber schafft die Erfindung erstmalig die Möglichkeit, eine
Nachregelung während des Betriebes vorzunehmen, so daß es auf die Genauigkeit der
vorherigen Abschätzung nicht ankommt. Nunmehr kann man bei in Betrieb befindlichem,
d. h. heißem Luftvorwärmer abschließend die ganz genaue Einregelung auf die engste
Luftspaltbreite vornehmen, die praktisch denkbar ist. Ein Risiko besteht hierbei
nicht, denn bei Änderung des Betriebszustandes kann jederzeit die erforderliche
Nachregelung vorgenommen werden.
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Die Bedienung der Nachstellvorrichtung ist sehr einfach, insbesondere
bei paarweiser Zusammenfassung gegenüberliegender Verstellhebel. Es ist sogar eine
noch weitergehende Vereinfachung möglich, nämlich durch Zusammenfassung je mehrerer
oder aller Hebelpaare, die dann alle zugleich mittels eines einzigen, gemeinsamen
Handrades verstellt werden können.