DE1401670C - Radialdrehspeicher-Wärrnetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialdrehspeicher-Wärmeaustauscher mit einem Drehspeicher, der einteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei Rahmenrippen liegende, aus einem Paket Lamellen bestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Speicherelement an beiden Enden radial überragen und zusammen mit Trennwanddichtungen an den Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinthdichtung bilden.

Ein derartiger Radialdrehspeicher-Wärmetauscher ist durch die USA.-Patentschrift 2 937 010 bekannt. Da die Dichtungslamellen bei der bekannten Bauart in radialer Richtung gleichbleibende Stärke aufweisen, verbiegen sie sich infolge der bestehenden Temperaturdifferenzen während des Betriebes, so daß sich die Spalte der Dichtung vergrößern.

Es ist ferner bekannt, bei zugleich als Dichtung verwendeten Rahmenrippen Durchbiegungen dieser Art durch Verstärkung an der kühleren Kante bzw. durch Schlitze an der heißen Kante zu verhindern (deutsche Patentschrift 818 960). Bei dieser Bauart wäre jedoch eine labyrinthähnliche Dichtung nur unter Verzicht auf einen Teil der Speicherelemente erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs erwähnten Art von Drehspeicher-Wärmetauschern nach der USA.-Patentschrift 2 937 010 die Verformung der Dichtungslamellen an den vorstehenden Kanten infolge der im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen zu verringern, ohne dabei die Dichtwirkung der Dichtungslamellen in Umfangsrichtung zu beeinträchtigen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Dichtungslamelle aus zwei aneinander anliegenden Platten besteht, die an der vorstehenden kühleren Kante untereinander und mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen verbunden sind und von den Metallstreifen ausgehend bis. zu den wärmeren Kanten reichende Schlitze aufweisen, wobei die Schlitze in der einen Platte versetzt zu den Schlitzen in der anderen Platte liegen.

Fine andere Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß jede Dichtungslamelle aus einer einzigen gewellten Platte besteht, bei der die Wellenscheitel im wesentlichen radial verlaufen und die an der vorstehenden kühleren Kante mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen verbunden ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Radialdrehspeicher-Wärmetauschers,

F i g. 2 eine zum Teil weggebrochene Seitenansicht auf einen Teil des Drehspeichers,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung einer Diehtungslamelle und

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Diehtungslamelle.

Der Radialdrehspeicher-Wärmetauscher hat ein Gehäuse 10, in dem durch eine Trennwand 12 Kammern 14 und 16 gebildet sind und in dem ein Drehspeicher 18 drehbar gelagert ist, der durch Trennwaiuldichtungen 20 und 22 durch die Trennwand 12 tritt.

Der Wärmetauscher kann mit einer Gasturbine zusammenarbeiten, indem Luft vom Verdichter der Turbine auf der Einlaßseite 26 in die Kammer 14 eintritt, sodann in Richtung des Pfeiles A durch den Drehspeicher 18 hindurchtritt und hierbei erwärmt wird und an der Auslaßseite 28 der Kammer 14 austritt. Die erwärmte Luft gelangt dann in eine Brennkammer der Turbine und die Verbrennungsgase werden in der Turbine entspannt und treten durch die Einlaßseite 30 der Kammer 16 ein. Die Verbrennungsgase treten dann in Richtung des Pfeiles B durch den Drehspeicher 18 zur Auslaßseite 32 der Kammer 16, wobei der Drehspeicher 18 Wärme aufnimmt. Der Drehspeicher 18 hat also im Betrieb die höchste Temperatur an der Innenseite und die Temperatur nimmt zur kühleren Außenseite hin ab.

Der Drehspeicher 18 hat einen Rahmen aus zwei Endringen 34, die durch in axialer Richtung liegende Rahmenrippen 38 starr miteinander verbunden sind. An den Endringen 34 sind Zahnkränze für den Antrieb des Drehspeichers gebildet. In den so gebildeten Rahmen sind Speicherelemente 48 eingesetzt, die aus Paketen von Metall-Lamellen, die eine maximale

ao Wärmeübertragungsfähigkeit haben, bestehen, so daß in ihnen also ein großes Temperaturgefälle und damit starke Wärmedehnungen eintreten. Die Lamellen liegen in Ebenen, die durch die Drehspeicherachse gehen.

as Jedes Lamellenpaket besteht aus Dichtungslamellen 50, die zwischen nichtdichtenden Lamellen 52 eingesetzt sind. Die Dichtungslamellen 50 bestehen aus zwei ebenen aneinanderliegenden Platten 54 und 56, die an ihrer vorstehenden kühleren Kante 58 miteinander und mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen 60 durch Punktschweißen verbunden sind. Die Enden der Dichtungslamellen 50 greifen schwalbenschwanzartig in die Endringe 34, wodurch sie in radialer Richtung festgelegt sind. Die Platten 54 und 56 sind mit von dem Metallstreifen 60 ausgehenden und bis zu ihren wärmeren Kanten 62 reichenden Schlitzen 64 und 66 versehen, wobei die Schlitze 64 in der einen Platte 56 versetzt zu den Schlitzen 66 in der anderen Platte 54 liegen, wodurch ein Gasstrom in Umfangsrichtung des Drehspeichers praktisch unterbunden ist.

An den Gaseintritts- und -austrittsflächen des Drehspeichers ragen die Dichtungslamellen 50 radial nach innen bzw. außen über die nichtdichtenden Lamellen 52 und die Rahmenrippen 38 und passen sehr eng in die rechteckigen Durchlässe 24 in den Trennwanddichtungen 20 und 22, so daß sie den Gasdurchtritt zwischen den Kammern 14 und 16 verhindern. In den Durchlässen 24 befinden sich jederzeit mehrere Dichtungslamellen 50, die eine Labyrinthdichtung zwischen den Kammern 14 und 16 bilden, zwischen denen ein großes Druckgefälle besteht. Ein mögliches schwaches Durchbiegen der Rahmenrippen 38 und der nichtdichtenden Lamellen 52 ist unschädlich, da diese nie in den Bereich der Dichtungsfläche gelangen.

Die Dichtungslamellen 50 behalten trotz des in ihnen herrschenden großen Temperaturgefälles eine im wesentlichen rechteckige Form innerhalb der Durchlässe 24. Der Metallstreifen 60 ist wesentlich dicker als die Platten 54 und 56 und beträchtlich schmaler als diese, so daß in dem Streifen 60 kein wesentliches Temperaturgefälle auftritt. Die Streifen 60 behalten also ihre gerade Lage zur Wandung der Durchlässe 24. Die Platten 54 und 56 haben dagegen ein großes Temperaturgefälle zwischen ihren wärmeren Kanten 62 und ihren kühleren Kanten 58 und neigen daher dazu, sich gegen die wärmere Kante zu

biegen. Die Neigung wird im Bereich der kühleren Kante 58 durch die Befestigung mit dem Metallstreifen 60 unterdrückt und an der wärmeren Kante 62 durch die Schlitze 64 und 66 verringert.

F i g. 4 zeigt eine andere Form einer Dichtungslamelle. Diese besteht aus einer gewellten Platte 78, die längs ihrer kühleren Kante 76 mit einem versteifenden Metallstreifen 74 verbunden ist. Die Wellenscheitel 80 verlaufen im wesentlichen radial. Bei dieser Bauform steht der Neigung der Platte 78 zum κ> konvexen Durchbiegen zur wärmeren Kante der Widerstand des Metallstreifens 74 entgegen und die Wellen der Platte 78 sichern, daß auch die wärmere Kante 80 gerade bleibt, weil die Platte in radialer Richtung steifer als in Längsrichtung ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Radialdrehspeicher-Wärmetauscher mit einem Drehspeicher, der einteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei Rahmenrippen *> liegende, aus einem Paket Lamellen bestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Speicherelement an beiden Enden radial überragen und zusammen mit Trennwanddichtungen »5 an den Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinthdichtung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtungslumelle (50) aus zwei aneinanderliegenden Platten (54, 56) besteht, die an der vorstehenden kühleren Kante (58) untereinander und mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen (60) verbunden sind und von den Metallstreifen ausgehend bis zu den wärmeren Kanten reichende Schlitze (64, 66) aufweisen, wobei die Schlitze in der einen Platte versetzt zu den Schlitzen in der anderen Platte liegen.

2. Radialdrehspeicher-Wärmetauscher mit einem Drehspeicher, der einteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei Rahmenrippen liegende, aus einem Paket Lamellen bestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Speicherelement an beiden Enden radial überragen und zusammen mit Trennwanddichtungen an den Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinthdichtung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtungslamelle aus einer einzigen gewellten Platte (78) besteht, bei der die Wellenscheitel im wesentlichen radial verlaufen und die an der der vorstehenden kühleren Kante (76) mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen (74) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen