DE1241855B - Radialdrehspeicher-Waermetauscher mit Dichtungen laengs des Trommelumfangs gegen die Trommelstirnflaechen - Google Patents

Radialdrehspeicher-Waermetauscher mit Dichtungen laengs des Trommelumfangs gegen die Trommelstirnflaechen

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DE1241855B
DE1241855B DEG35828A DEG0035828A DE1241855B DE 1241855 B DE1241855 B DE 1241855B DE G35828 A DEG35828 A DE G35828A DE G0035828 A DEG0035828 A DE G0035828A DE 1241855 B DE1241855 B DE 1241855B
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DE
Germany
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drum
heat exchanger
sealing
exchanger according
sealing block
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Pending
Application number
DEG35828A
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English (en)
Inventor
William Charles Bubniak
John Sternberg Collman
James Munro Ricketts
William Arthur Turenen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
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Filing date
Publication date
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Publication of DE1241855B publication Critical patent/DE1241855B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/047Sealing means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Trommel 33 wird nach hinten gegen die Rollen der Wellen 66 und 67 gedrückt. Dieses Andrükken erfolgt im wesentlichen durch den Gasdruck.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Regenerativ-Wärmetauscher für den Wärmeaustausch zwischen Gasen unterschiedlichen Druckes mit einer hohlen, radial durchströmten Trommel für die Speichermasse, 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 Tommel anliegende Ringdichtungen vorgesehen sind, d a -durch gekennzeichnet, daß jede Ringdichtung aus einem festen Tragring (551, 580) besteht, der in Umfangsrichtung eine Reihe von tangentialen, ebenen, gegenüber der Trommelstirnfläche rechtwinklig stehenden Flächen (559, 588) aufweist, gegen die abgedichtet aneinander anschließende Dichtungsblöcke (558, 587) anliegen und durch nachgiebige Halteteile (556, 584) gegen die Trommel gehalten sind.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede tangentialeFläche (559) am einen Ende einen abgestuften Teil (561) aufweist, gegen den ein Ende eines Dichtungsblockes (558) anliegt, das von dem nächsten Dichtungsblock (558) überlappt wird.
  3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der tangentialen Flächen (559) und der Dichtungsblöcke (558) so getroffen ist, daß der Differenzdruck der Gasdrücke beiderseits der Trommel die Dichtungsblöcke (558) gegen die tangentialen Flächen (559) drückt (F i g. 2 bis 5). 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Halteteile (556, 584) für jeden der Dichtungsblöcke(558) an der der gegen die tangentialen Flächen (559) anliegenden Seite gegenüberliegenden Seite des Dichtungsblockes (558) angeordnet sind und einen Federfinger (568, 586) aufweisen, der in eine Tasche (571) des Dichtungsblockes (558) eingreift. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteteil (556, 584) abgewinkelte Enden (566, 593) aufweist, die eine Bewegung der Dichtungsblöcke (558) in Umfangsrichtung verhindern. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der überlappung der Dichtungsblöcke (558) der eine eine abgeschrägte Fläche (563) aufweist. 7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtungsblock (558) gegen die Trommel (33) durch zwei entgegengesetzt zueinander gekrümmte Blattfedern (572) angedrückt ist (F i g.
  4. 4) In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 854 661; schweizerische Patentschrift Nr. 268 287; britische Patentschrift Nr. 704 857.
DEG35828A 1958-09-10 1959-09-04 Radialdrehspeicher-Waermetauscher mit Dichtungen laengs des Trommelumfangs gegen die Trommelstirnflaechen Pending DE1241855B (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH268287A (de) * 1943-01-28 1950-05-15 Jendrassik Georg Wärmeaustauscher mit wärmespeicherndem Einsatz.
DE854661C (de) * 1948-08-20 1952-11-06 Power Jets Res & Dev Ltd Regenerativ-Waermeaustauscher
GB704857A (en) * 1950-05-03 1954-03-03 Parsons C A & Co Ltd Improvements in and relating to sealing arrangements for rotary type regenerative heat exchangers

Patent Citations (3)

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