DE1907073A1

DE1907073A1 - Konzentrisch unterteilte Tragkonstruktion fuer den Waermespeicher von drehenden,axial im Gegenstrom von den Medien durchstroemten Regenerativ-Waermetauschern

Info

Publication number: DE1907073A1
Application number: DE19691907073
Authority: DE
Inventors: Brandt Dr-Ing Herbert
Original assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Current assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Priority date: 1964-10-03
Filing date: 1969-02-13
Publication date: 1970-09-03

Description

APPARATEBAU ROTHEMÜHLE

Brandt & Kritzler Pat.657/28/Et/sö

5961 Rothemühle üb. Pipe 8. Jan. 19^9

Patent— und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

"Konzentrisch, unterteilte Tragkonstruktion für den Wärmespe icher von drehenden, axial im Gegenstrom von den Medien durchströmten Regenerativ-Wärmetauschern"

- Zusatz zur deutschen Patentschrift I23715O

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Weiterbildung des Gegenstandes der deutschen Patentschrift 123715°·

Sie ist anwendbar sowohl auf das System der Luftvorwärmer mit feststehenden Heizflächen und umlaufenden Ansohlußkanälen, als auch auf das System der Luftvorwärmer mit rotierenden Heizflächen und feststehenden Anschlußkanälen.

Nach der, dem Gegenstand der Hauptanmeldung zugrunde liegenden Aufgabestellung soll die Stichhöhe h der infolge der Wärmedehnung entstehenden kugelkalottenförmigen Auswölbung der Regenerator—Stirnflächen verringert werden, die auftretenden Materiaispannungen sollen erniedrigt und zugleich die Abdichtung der Anschlußquerschnitte für die wärmetauschenden Medien an den Regenerator-Stirnflächen er—

leichtert werden· !

Diese Aufgabe wird nach der Lehre der Hauptanmeldung dadurch golöst, daß die zylindrische Tragkonstruktion für den Wärmespeicher in konzentrische Teile unterteilt wird, die getrennte Kammern für die

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hind.urch.stromend.en Gase bilden, wobei diese konzentrischen Teileinheiten ringförmige Zwischenräume haben und gegenseitig frei einstellbar aufeinander abgestützt 'sind, so daß sie sich unabhängig voneinander dehnen und verformen können·

- Diese unabhängig voneinander vorgesehene Ausdehhungs- und Verformung sfflöglichkeiύ ist deshalb erforderlich, weil sich unter verschiedenen Betriebstemperaturen unterschiedliche Wärmedehnungen ergeben und sich diese nach längerer Betriebszeit durch Verwerfung oder Verschleiß von Konstruktionsteilen ändern können. — Insbesondere bei den heute üblichen großen Regeneratordurchmessern in der Größenordnung von 8 bis 10 m und mehr können an verschiedenen Umfangssteilen bedingt durch Strähnenbildung unterschiedlicher Gas- und Lufttemperaturen oder —mengen, örtlich ungleiche Wärmedehnungen ' hervorgerufen werden»

Im Falle, daß diese konzentrisch unterteilte Tragkonstruktion Verwendung findet für Regenerativ-Wärmetauscher, in denen mehrere Luftströme auf verschiedene Temperaturen erhitzt werden, treten in der Tragkonstruktion örtlich stark verschiedene Wärmedehnungen auf, so daß eine entsprechend größere Nachgiebigkeit der Verbindung der Teileinheiten erforderlich ist.

Zur Vervollkommnung des Erfindungsgedankens der Hauptanmeldung wird nun die Aufgabe in erweiterter Form so gestellt, daß in solchen Re- · generativ—Luftvorwärmern die infolge der Wärmedehnung" zu erwartende Auswölbung der Regenerator-Stirnflächen möglichst weitgehend verringert oder fast vollständig vermieden werden soll.

Zur Lösung dieser weitergehenden Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den-Stirnflächen der Teileinheiten der konzentrisch unterteilten Regeneratorkammer durch entsprechende Bearbeitung im kalten Zustand eine Verwölbung in entgegengesetzter Richtung zu der, später unter Betriebstemperatur zu erwartenden Auswölbung zu geben. Diese Vorwölbung kann so groß gewählt werden wie die unter einer mittleren Betriebstemperatur in entgegengesetzter Richtung andernfalls auftretende Auswölbung, so daß unter dieser mittleren Betriebs· temperatur die im kalten Zustand vorhandene Vorwölbung der Regene-

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rator-Stirnflachen, durch die Wärmedehnung praktisch, vollständig rückgängig . gemacht wird.·

Die Zeichnungen Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch und beispielhaft jeweils Querschnitte von Regeneratorkammern, deren Tragkonstruktion aus 2 konzentrisch, zueinander angeordneten Teilen besteht, die sich, frei einstellbar aufeinander abstützen·

In Pig. 1 ist die bisherige Ausführungsform nach dem Hauptpatent dargestellt und zwar nach erfolgter Wärmedehnung unter Betriebstemperatur mit entsprechend ausgewölbten Regenerator-Stirnflächen.

Fig. 2 zeigt eine Verwirklichungsform des Gegenstandes der vorliegenden Zusatzanmeldung für die Tragkonstruktion eines rotierenden Wärmespeichers im kalten Zustand, wobei die Stirnflächen in entgegengesetzter Richtung zu der unter Betriebstemperatur auftretenden kugelkalottenförmigen Aaswölbung als konische Flächen ausgebildet sind. Selbstverständlich können diese Stirnflächen auch mit entsprechenden kugelkalottenförmigen Vorwölbungen bearbeitet werden. Es genügt jedoch praktisch, zum Ausgleich der mittleren Wärmedehnung eine mittlere konische Vorneigung der Stirnflächen vorzusehen, womit zugleich die Bearbeitung "dieser Flächen vereinfacht wird.

In den Figuren 2 und 3 befinden sich ebenso wie in Fig. 1 die oberen Regenerator—Stirnflächen am warmen Ende des Regenerators. Diese Stirnflächen sind deshalb in Fig. 2 und 3 konkav ausgebildet, während die unteren Stirnflächen am kalten Ende konvex vorbearbeitet sind.

Fig. 3 stellet eine Verwirklichungsf orm des Erfindungsgedankens für eines stationären Wärmespeicherkörper (Stator) dar.

Die Figuren 4a bis 9t> zeigen konstruktive Einzelheiten verschiedenartiger Abstützelemente, mit denen die' konzentrisch zueinander angeordneten Ringteile der Tragkonstruktion frei einstellbar aufeinander abgestützt sind· Diese Ringteile können in Umfangerichtung noch weiter unterteilt; sein, um damit die Montage und den Transport zu erleichtern.·

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Die inneren und äußeren konzentrischen Teileinheiten sind in allen Figuren mit (1) und (2) angegeben und es wird für alle Darstellungen angenommen, daß sich das wärmere Regeneratorende oben befindet.

In den figuren 1 bis 3,4a und 4 b sowie 7 a und 7 b erfolgt die gegenseitige Abstützung der T_eileinheiten (1) und (2) mittels Pratzen (3) und (4). Die Verbindungsbolzen (5) für die Pratzen

(3) und (k) sind in Langlöchern (6) angeordnet, die φ. eine gegenseitig freie Wärmedehnung der inneren und äußeren Teileinheiten (1) und (2) zulassen.

Bei der Ausführung der beweglichen Abstützung nach Fig. 5 a und 5 b · sowie nach Fig. 8a und 8b könne η sich die Pratzen (3) und (4) mittels Rollen"(8) in radialer Richtung gleitend gegeneinander bewegen, wobei die freie Einstellmarkeit der konzentrischen Teile (1) und (2) in vollkommener Form gewährleistet ist. Die Figuren 6 a und 6 b zeigen die gegenseitige Abstützung der Teileinheiten (1 und einer rotierenden Regeneratorkammer nach Fig. 1 und 2, wobei der äußere Ringteil (2) mittels 3 oder mehreren auf den Umfang gleichmäßig verteilten Stützschrauben (9) auf entsprechend angeordneten Konsolen (4) des inneren zylindrischen Rotoxteils (1) abgestützt ist. Das untere Ende jeder Stützschraube (9) ist kegelförmig abgerundet und ruht in einer Kugelpfanne (ii), die sich zwischen 2 Führungsleisten (12) in radialer Richtung verschieben kann, um den Wärmedehnungen zu folgen.

Die Stütze ehr auben (9) ermöglichen bei der Montage die genaue Einstellung der Höhenebenen eier äußeren und inneren Regenerator Stirnflächen zueinander, wobei auoh evtl. vorhandene Fertigungsungenauig- keiten ausgeglichen werden können. .

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Die gegenseitige Abstützung der Teileinheiten (l und 2) nach Fig. 6a und 6b ist in entsprechend angewandelter Form auch anwendbar für stationäre Regeneratorkammern, wie dies die Figuren 9a und 9b zeigen.

Die Ausführungen 4a bis 6b sind für rotierende Wärmespeicherkörper und die Anordnungen nach Fig. 7 a bis 9b für stationäre Regeneratorkammern vorgesehen.

Die erfindungsgemäße (Neuerung bietet gegenüber der bisherigen Ausführungsform vor allem den Vorteil, daß auch bei verhältnismäßig hohen Betrxebstermperaturen und großen Temperaturunterschieden innerhalb der Regenerator-Kammer stark unterschiedliche Verformungen der gegenseitig aufeinander abgestützten konzentrischen Teileinheiten rückgängig gemacht oder weitgehend ausgeglichen werden.

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Claims

Ansprüche

/ 1. ^Zylindrische Regenratorkararaer für den Wärmespeicher von Regenifativ-V /Wärmeaustauschernnach Patent Nr. 1237 150» -*n*ä-einer Tragkonstruktion aus ringförmigen Teilen, die auch in Umfangsrichtung weiter unterteilt sein können und konzentrisch mit radialen Zwischenräumen zueinander angeordnet sind und sich gegenseitig frei einstellbar aufeinander abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der aus den ringförmigen Teilen zusammengesetzten Tragkonstruktion konkav oder konvex bearbeitet sind.

Zylindr. Tragkonstruktion nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der aus den ringförmigen Teilen zusammengesetzten Tragkonstruktion des Wärmespeicherkörpers am warmen Regeneratorende im wesentlichen etwa in konkaver Form vorbearbeitet sind, während die entgegengesetzten Stirnflächen am kalten Ende eine konvexe Form aufweisen und somit diese Auswölbungen jeweils entgegengesetzt gerichtet sind der unter mittlerer Betriebstemperatur zu erwartenden kugelkalottenartigen Verformung der Regenerator-Stirnflächen, wobei die Kugelkalottenhöhen h der im kalten Zustand vorbearbeiteten Auswölbungen in ihrer Größenordnung so bemessen sind, daß unter mittlererBetriebstemperatur die vorbearbeiteten Auswölbungen jeweils durch die entgegengerichteten Wärmedehnungen praktisch rückgängig gemacht werden und sich somit annähernd ebene Regenerator-Stirnflächen im Betriebszustand ergeben.

Zylindrische Regenerator-Kammer für den Wärmespeicher von Regenerativwärmeaustauschern nach PatentKr. 1237 150 mit einer Tragkonstruktion aus ringförmigen Teilen, die auch in Ümfangsrichtung weiter unterteilt sein können und konzentrisch mit,radialen Zwischenräumen zueinander angeordnet sind und sich gegenseitig frei einstellbar aufeinander abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der aus den ringförmigen Teilen zusammengesetzten !Tragkonstruktion konkav, konvex oder plan bearbeitet sind und daß die ringförmigen Teile (l) und {2) mittels Pratzen (3) und (4) aufeinander abgestützt und durch Verbindungsbolzen (5) in radialen Langlöchern (6) miteinander verbunden sind.

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4.' Zylindrische Regeneratorkammer für den Wärmespeicher von Regenerativ-Wärmeaustauschern nach Patent Nr. 1237 150 mit einer Tragkonstruktion aus ringförmigen Teilen, die auch in'Umfangsrichtung weiter unterteilt sein können und konzentrisch mit radialen Zwischenräumen zueinander angeordnet sind und sich gegenseitig frei einstellbar aufeinander abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der aus den ringförmigen Teilen zusammengesetzten Tragkonstruktion konkav, konvex oder plan bearbeitet sind und daß der äußere Ringteil (2) mittels 3 oder mehreren auf den Umfang gleichmäßig verteilten Stützschrauben (9) auf entsprechend angeordneten Konsolen (4) des konzentrischen inneren Teils (l) abgestützt ist.

5· Zylindrische Regeneratorkammer für den Wärmespeicher von Regenrativ-Wärmeaustauschern nach Patent Nr. 1237 150 mit einer Tragkonstruktion aus ringförmigen Teilen, die auch in Umfangsrichtung weiter unterteilt sein können und konzentrisch mit radialen Zwischenräumen zueinander angeordnet sind und sich gegenseitig frei einstellbar aufeinander abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der aus den ringförmigen Teilen zusammengesetzten Tragkonstruktion konkav, konvex oder plan bearbeitet sind und daß die-ringfe*migen-ieile-44}— und-^B^-mifctele Pi-atBen-(-3)--UMd-(-4)- der innere Ringteil (l) mittels 3 oder mehreren auf den Umfang gleichmäßig verteilten Stützschrauben (9) auf entsprechend angeordneten Konsolen (3) des konzentrischen äußeren Ringteils (2) abgestützt ist.

6. Zylindrische Regen.eratorkammer nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende jeder Stützschraube (9) kugelförmig abgerundet ist und in einer Kugelpfanne (11) ruht, die sich zwischen 2 Führungsleisten (12) in radialer Richtung verschieben kann.

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