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Radialdrehspeicher-Wärmetauscher mit Dichtungen längs des Trommelumfangs
gegen die Trommelstirnflächen Die Erfindung bezieht sich auf einen Regenerativ-Wärmetauscher
für den Wärmeaustausch zwischen Gasen unterschiedlichen Druckes mit einer hohlen
Trommel für die Speichennasse, einer den Hochdruck- vom Niederdruckteil trennenden
Zwischenwand, durch die die Trommel abgedichtet hindurchtritt, wobei außerdem Dichtungen
längs des Umfangs der Trommel in der Ausführung als gegen radiale Stirnflächen der
Trommel anliegende Ringdichtungen vorgesehen sind.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Abdichtungen in dem Bereich
der Stirnflächen der Trommel, längs denen infolge des Druckgefälles in der Speichermasse
eine Leckage in radialer Richtung eintreten kann. Hierbei sollen die hierfür vorgesehenen
Dichtungen die Bewegung der die Trommel umschließenden Hauptdichtungen nicht behindern,
sich den Verformungen der Trommel unter Aufrechterhaltung der einwandfreien Abdichtung
anpassen können, ferner in axialer Richtung platzsparend sein und den einfachen
Zusammenbau des Wärmetauschers und der Dichtungen ermöglichen.
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Bei einer bekannten Bauart der eingangs genannten Gattung ist eine
Dichtungskammer in dem Gehäuse neben den Stirnflächen der Trommel vorgesehen, deren
eine Wand durch die Stirnfläche der Trommel gebildet ist. Durch in der Kammer liegende
Federn werden zwei Dichtringe, die einander in konischen Flächen berühren, gegen
die Stirnfläche der Trommel und gegen die Mantelfläche der Kammer gedrückt. Die
Dichtwirkung wird durch der Kammer zugeleiteten Gasdruck erhöht. Eine derartige
Abdichtung ist nicht nur aufwendig und platzraubend, sondern kann auch Verformungen
der Trommel nicht berücksichtigen. Daher muß auch die Stirnwand der Trommel sehr
stabil gebaut sein und ist hohen Beanspruchungen ausgesetzt.
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Die Erfindung beschreitet einen anderen Weg zur Lösung des Problems,
bei dem die Verformungen der Trommel durch Anpassung der Dichtungen an die Trommel
berücksichtigt werden sollen.
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Die Erfindung besteht darin, daß - ausgehend von der eingangs genannten
bekannten Gattung -jede Ringdichtung aus einem festen Tragring besteht, der in Umfangsrichtung
eine Reihe von tangentialen, ebenen, gegenüber der Trommelstirnfläche rechtwinklig
stehenden Flächen aufweist, gegen die abgedichtet aneinander anschließende Dichtungsblöcke
anliegen und durch nachgiebige Halteteile gegen die Trommel gehalten sind.
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Hierdurch können sich die einzelnen Dichtungsblöcke unter Aufrechterhaltung
der gegenseitigen Abdichtung der Trommel anpassen. Für die Abdichtung längs des
Umfangs der Trommel sind Dichtungen aus überlappenden schuhartigen Dichtungsblökken
bekannt, und zwar bei Axialdrehspeicherwärmetauschern für Anlage sowohl gegen den
Trommelmantel als auch gegen die Trommelstirnflächen, bei Radialdrehspeicherwärmetauschern
dagegen nur für Anlage gegen den Trommelmantel. Diese Dichtblöcke weisen jedoch
als Führungsfläche rechtwinklig zu der an der Trommel anliegenden Dichtungsblockfläche
jeweils zylindrische Flächen auf. Daher ist bei ungleichen radialen Dehnungen der
Trommel die Abdichtung zwischen benachbarten Dichtungsblöcken wie auch zur Trommel
selbst problematisch.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
In dieser ist F i g. 1 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers nach der Erfindung,
F
i g. 2 ein Schnitt durch den Randteil der Trommel in größerem Maßstab, F i g. 3
ein Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 ein Schnitt nach der Linie
4-4 der F i g. 2, F i g. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2. Eine Trommel
33 des Regenerativ-Wärmetauschers ist um eine horizontale Achse durch eine Welle
66 drehbar und tritt an zwei Stellen durch eine Zwischenwand 34, die eine gewölbte
Platte im wesentlichen rechteckigen Umfangs ist und mit ihren oberen und unteren
Kanten an einem Gehäuse 26 festgeschraubt ist. Der hinter der Zwischenwand
34 liegende Teil der Trommel 33 ist von einem zweiten Gehäuse 48 umgeben.
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Die Trommel 33 hat zwei Stirnwände 68 in Form durchgehender Ringe,
zwischen denen die Wärmespeichermasse gehalten ist. Zahnräder auf der Welle 66 arbeiten
mit Zahnkränzen 352 an den Trommelwänden zusammen, um die Trommel 33 anzutreiben.
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An den Stellen, an denen die Trommel 33 durch die Trennwand
34 tritt, sind Hauptdichtungen 370
vorgesehen, deren Lage zu der Trommel
durch Rollen 82 und 83 bestimmt wird, die gegen Laufflächen an den Rändern der Trommel
anliegen. Die Rollen werden gegen die Ränder durch Federn 84 gedrückt, die sich
am Gehäuse 26 abstützen.
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Die Trommel 33 wird nach hinten gegen die Rollen der Wellen 66 und
67 gedrückt. Dieses Andrükken erfolgt im wesentlichen durch den Gasdruck.
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Die Trommel wird zusätzlich nach hinten durch die Federn 84 gedrückt,
die von außen eingesetzt werden können, nachdem die Trommel 33 eingebaut ist. Die
Hauptdichtungen 370 sind fliegend in bezug zur Zwischenwand 34 angeordnet
und tragen nicht gezeichnete Zusatzdichtungen zwischen der Hauptdichtung und der
Zwischenwand.
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Die inneren Randdichtungen dichten die Innenkanten der Trommel 33
ab und sind in der F i g. 1 dargestellt. Diese Abdichtung besteht aus einem Kranz
von Dichtungen, die gegen die innere Mantelfläche der Trommelstirnwand 68 anliegen.
Dieser Kranz ist an den zwei Stellen unterbrochen, an denen die Hauptdichtungen
370 die Trommel umschließen. Es ergeben sich somit eine vordere innere Randabdichtung
501 und eine hintere innere Randabdichtung 502.
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Die äußeren Randdichtungen (F i g. 2 bis 5) dienen der gleichen Aufgabe
wie die inneren Randdichtungen, nämlich ein Umströmen der Trommel zu verhindern.
Sie sind indessen anders ausgebildet. Sie liegen nicht gegen die Mantelfläche der
Trommel an, sondern gegen die Stirnfläche der Trommel. Sie können nämlich leichter
gegen die Stirnfläche der Trommel zur Anlage gebracht werden. Auch hier sind vordere
Dichtungen vor der Trennwand und hintere Dichtungen hinter der Trennwand vorgesehen,
zwischen denen sich die Hauptdichtungen 370 erstrecken.
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Die vorderen und hinteren äußeren Randdichtungen sind von gleichem
Aufbau. Ein wesentlicher Unterschied besteht aber darin, daß das eine Gas im vorderen
Trommelteil von außen nach innen und das andere Gas im hinteren Teil der Trommel
von innen nach außen durch die Trommel tritt. In gleicher Richtung wirkt die Kraft
infolge der Druckdifferenz zwischen beiden Trommelseiten. Die vordere Dichtung hat
daher eine Anzahl von Dichtungsblöcken, die auf der radial äußeren Fläche eines
Tragringes aufliegen und gegen diesen durch die Druckdifferenz gedrückt werden.
Die hintere Dichtung hat mehrere Dichtungsblöcke auf der Innenseite eines Tragringes,
die durch die Druckdifferenz gegen diesen nach außen gedrückt werden.
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F i g. 2 zeigt das obere hintere Ende der vorderen äußeren Randdichtung
und das obere vordere Ende der hinteren äußeren Randdichtung, während die F i g.
3 bis 5 Querschnitte dieser Dichtungen darstellen. Die hintere äußere Randdichtung
hat einen Tragring 551, der sich längs der Stirnfläche der Trommel von der oberen
zur unteren Hauptdichtung erstreckt und durch einen Kranz von Schrauben 552 mit
dem hinteren Deckel 49 (F i g. 5) verbunden ist. Ein Metallblech 554 zum Halten
der Isolierung 327 wird zwischen dem Tragring 551 und dem Deckel
49
durch die Schrauben 552 gehalten. An der Rückseite des Tragringes
551 ist mit in Einsenkungen liegenden Flachkopfschrauben 557 ein Halteteil
556 aus Metallblech befestigt. Die Dichtung erfolgt durch einen Kranz von sich überlappenden
Dichtungsblöcken 558,
die gegen tangentiale Flächen 559 an der Innenfläche
des Tragringes 551 anliegen. Ein Ende jedes Dichtungsblockes liegt gegen einen im
wesentlichen radial liegenden abgestuften Teil 561 des Tragringes an. Das
gegen diesen Teil 561 anliegende Ende des Dichtungsblockes 558 ist mit einer abgeschrägten
Fläche 563 versehen, die gegen die tangentiale Fläche 559
des benachbarten
Dichtungsblockes 558 anliegt. Die Dichtungsblöcke 558 werden durch die Drehung der
Trommel gegen die abgestuften Teile 561 gedrückt, die in F i g. 2 im Uhrzeigersinn
erfolgt.
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Der Halteteil 556 verhindert ein Herausfallen der Dichtungsblöcke
vor dem Zusammenbau und beim Stillstand des Wärmetauschers. Er hat eine Reihe von
90° nach außen aus der Ebene der die andere Seite der Dichtungsblöcke überdeckenden
Grundfläche des Tragringes abgebogenen Lappen 564. Die Lappen 564 überdecken
die Dichtungsblöcke nur lose. Das Ende 566 eines Lappens 564 des Halteteils ist
nach außen abgebogen und liegt neben dem Ende des Dichtungsblockes, so daß dieser
sich nicht nach links in F i g. 2 bewegen kann. Der Lappen 564, der den Dichtungsblock
überdeckt, besteht aus zwei Teilen, zwischen denen ein Federfinger 568, der sich
von der Grundfläche des Halteteils aus erstreckt, liegt. Der Federfinger
568 hat ein gekrümmtes Ende 569,
das mit Spiel in einer Tasche
571 in der benachbarten Fläche des Dichtungsblockes liegt. Der Federfinger
568 verhindert ein Herausfallen des Dichtungsblockes beim Abbau des Deckels.
Das Einsetzen des Dichtungsblockes erfolgt nach leichtem Zurückziahen des Federfingers.
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Jeder Dichtungsblock wird gegen die Trommelstirnfläche durch zwei
entgegengesetzt zueinander gekrümmte einfache Blattfedern 572 (F i g. 4) gedrückt,
die zwischen dem Halteteil 556 und dem Dichtungsblock liegen. Da der Gasdruck hinter
die Dichtung gelangen kann, drückt er die Dichtungsblöcke ebenfalls gegen die Trommel.
Der Druckunterschied zwischen der Außen- und Innenseite der Trommel drückt die Dichtungsblöcke
gegen die Flächen 559
des Tragringes. Der unmittelbar neben der Hauptdichtung
370 liegende Dichtungsblock 558 hat einen Ansatz 574, der das
Ende 566 des Lappens 564 überragt.
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Die vordere äußere Randdichtung ähnelt der hinteren Dichtung. Sie
hat einen Tragring 580 mit Vorsprüngen
581, die mit
Bolzen 582 (F i g. 3) und Muttern 583 oder Kopfschrauben am vorderen Deckel
51 befestigt sind. Ein Halteteil 584 entspricht dem schon beschriebenen;
es hat einen Federfinger 586,
der in eine Höhlung eines Dichtungsblockes 587
eingreift und dessen Herausfallen verhindert. Die Dichtungsblöcke 587 liegen
gegen tangentiale Flächen 588 an der Außenfläche des Tragringes und mit Ausnahme
der letzten Dichtungsblöcke des Kranzes gegen im wesentlichen radial abgestufte
Teile. Die Dichtungsblöcke überlappen sich und sind an einem Ende 591 sich verjüngend
abgeschrägt, um eine dichte und feste Anlagefläche 589 zwischen den Dichtungsblöcken
zu erzielen. Das Halteteil 584 für den Enddichtungsblock hat zwei abgebogene Enden
593, da dort keine Abstufungen vorgesehen sind. Ist die Hauptdichtung eingebaut,
so liegt das Ende des Dichtungsblockes gegen diese an. Federn 596 drükken die Dichtungsblöcke
587 gegen die Trommel 33, und die nach innen wirkende Druckdifferenz drückt die
Dichtungsblöcke gegen die tangentialen Flächen des Tragringes.