DE2010613A1

DE2010613A1 - Drehspeicherwärmetauscher

Info

Publication number: DE2010613A1
Application number: DE19702010613
Authority: DE
Inventors: Joseph Wellsville N.Y. Waitkus (V.St.A.). P F28f 27-00
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE7008226U; US3545532A; CA921019A

Description

Patentanwälte ? Ω 1O 6 1 3

Dipl. -Ing. W. Beyer λ ν ι υ ν ι

Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem
6ooo Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-3tr. 18

Svenska Rotor Maskiner
Aktiebolag
Stockholm / Schweden

Drehspeieherwärmetauscher

Priorität der US-Patentanmeldung Ser.No.
8o5 159 vom 8. März 1969

betrifft
Die Erfindung/Drehspeicherwärmetauscher, bestehend aus einem innerhalb eines Gehäuses mit axialen Ein- und Auslaßöffnungen für ein Wärmeabgebendes und ein wärmeaufnehmendes Fluidum
drehbar angetriebenen Rotor mit einer zentralen Rotorwelle, einem mit dieser durch radiale Trennwände verbundenen Rotormantel und innerhalb des letzteren befestigtem wärmespeichernden Material, wobei auf Seiten der Ein- und Auslaßöffnungen am Gehäuse Sprühdüsen angeordnet sind, mit deren Hilfe das wärmespeichernde Material durch den Druck eines eingesprühten Reinigungsmittels zu reinigen ist.

Die Funktionsweise derartiger Drehspeicherwärmetauscher ist allgemein bekannt. Das wärmespeichernde Material des Rotors besteht normalerweise aus zusammengepackten plattenförmigen

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Einzelelementen, die während der Drehbewegung des Rotors in den Strömungsweg des wärmeabgebenden Fluidums gebracht werden, sich dort aufheizen und nach Drehung in den Strömungsweg des wärmeaufnehmenden Fluidums ihre Wärme an dieses abgeben.

Bei dem Durchströmen der heißen Gase durch den Wärmetauscher lagern sich auf dessen Wärmespeicherplatten Ruß und Flugasche ab, die in den Gasen enthalten sind. Je nach Temperatur und anderen Zustandsgrößen, insbesondere der normalerweise verwendeten Abgase, sammeln sich die meisten Ablagerungen am ψ "heißen" oder am "kalten" Ende des Rotors, also in unmittelbarer Nähe beispielsweise der Einlaßöffnung für das heiße Gas bzw. auf der gegenüberliegenden Seite in der Nähe der Einlaßöffnung der kalten Luft. Wenn es dazu kommt, daß sich grössere Ablagerungen bilden, können die Wirksamkeit und die Funktionsfähigkeit des Wärmetauschers empfindlich leiden.

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen getroffen worden, um die Ablagerungen von den Platten des Speichermaterials wieder zu entfernen, indem nämlich an den stirnseitigen Gehäusewänden Sprühdüsen angebracht wurden, mit deren Hilfe beispielsweise Wasser, Dampf oder Luft unter Druck gegen die Rotorenden geblasen werden konnte, so daß die Ablagerungen durch die mechanische Strahlwirkung weggespült wurden und somit wieder der Wärmeübergang verbessert und der Strömungswiderstand verringert wurden.

Leider ist es nun aus technischen Gründen des öfteren nötig, zwischen den stirnseitigen Gehäusewänden und den Endkanten der Rotorwände (radiale Trennwände und Rotormantel) einen bestimmten axialen Zwischenabstand freizulassen, der so qroß ist, daß das hierbei aus verhältnismäßig großer Entfernung gegen die Heizflächen gesprühte Reinigungsmittel"im Moment des Auftreffens auf diesen bereits so viel seiner Austritfcs-

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geschwindigkeit aus der Sprühdüse eingebüßt hat, daß der mechanische Spüleffekt nur noch unvollkommen ist.

Die auf die Beseitigung dieses'Mangels gerichtete Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite die axial äusserste Lage des wärmespeichernden Materials durch an den Wänden des Rotors befestigte Halterungen über die Wände hinaus bis in unmittelbare Nähe der Sprühdüsen vorgezogen ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor nur zwei Lagen Laminar-Heizflachen auf, deren jede an einem Ende über die Kanten der Rotorwände herausragt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei nachfolgend ein konstruktives Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Drehspeicherwärmetauscher gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im vergrösserten Maßstab einen Teillängsschnitt durch den Rotor des Drehspeicherwärmetauschers nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht einer Umfangsdichtung am* Rotor,

Fig. 4 einen axialen Längsschnitt durch einen zum Vergleich dargestellten Drehspeicherwärmetauscher herkömmlicher Bauart.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Drehspeieherwarmetauscher besteht mit seinen Haudbteilen aus einem Gehäuse Io und einem darin gelagerten Rotor 12, der wärmespeicherndes Material enthält. Das letztere wird im Bereich des Strömungsweges eines durch eine Einlaßöffnung 16 ein- und durch eine Auslaßöffnung

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18 herausgeleiteten heißen Gases aufgeheizt und gibt seine Wärme dann, nachdem es durch einen Drehantrieb 2o mit dem Rotor in den Strömungsweg kalter, durch einen Einlaß 22 ein- und einen Auslaß 24 ausströmender Luft gelangt ist, an diese ab. Das am Rotor befestigte wärmespeichernde Material besteht normalerweise aus Heizplatten, die mit Vor Sprüngen versehen sind, so daß zwischen den Platten Strömungswege für das Heizgas und die Kaltluft frei bleiben. Die Vorsprünge an den Platten werden dabei so bemessen, daß der Plattenabstand genügend groß ist, um zu verhindern, daß Schmutzablagerungen aus dem Gas den Durchfluß stören können. Da dies aber doch immer wieder vorkommt, insbesondere auch der Wärmeübergang durch die Ablagerungen leidet, wurde eine Reinigungsvorrichtung in Form einer an einem Arm verschwenkbaren Sprühdüse 26 vorgesehen, mit deren Hilfe ein Reinigungsmittel, wie z.B. Luft, Dampf oder Wasser, unter Druck gegen die Heizflächen geprüht werden kann, so daß das Reinigungsmittel die Schmutzablagerungen mit fortreißt und den Heizflächen ihre ursprüngliche Sauberkeit wiedergibt.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Drehspeicherwärmetauscher bei dem erst vor kurzem entwickelte,hochwirksame sog. Laminar-Heizflachen Verwendung finden, die eine sehr viel grössere Wärmeübertragungskapazität besitzen als herkömmliche Speicherelemente. Wenn nun die sehr viel wirksameren Laminar-Heizflächen nachträglich in den Rotor eines herkömmlichen Drehspeicherwärmetauschers eingesetzt werden, wird nur noch ein Teil des sonst für das Wärmespeichermaterial benötigten Raumes gebraucht, wenn die Kapazität gleichbleiben soll. Es ergeben sich damit im Beispielsfall nach einem Umbau auf Laminar-Heizflachen im Rotor leere Räume. Zweckmässig wird dabei das laminare Speichermaterial in mit axialem Zwischenabstand angeordneten Lagen am "heißen" und "kalten" Ende des Rotors befestigt, wobei sich gemäß Fig. 2 ein leerer Zwischenraum zwischen den endseitigen Lagen ergibt. Bei die-

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ser Anordnung hat man mehrere voneinander unabhängige Blöcke laminarer Heizflächenelemente, deren jeder verhältnismäßig klein ist und sich gut handhaben lässt.

Um nun die Heizflächenelementblocke 36 innerhalb jedes Sektors des Rotors in bequemer Weise zu montieren, sind L-förmige Halterungen 3o vorgesehen, die an beiden axialen Enden der radialen Trennwände 34 des Rotors mit Hilfe von Schraubenbolzen 32 befestigt sind und sich zwischen der zentralen Rotorwelle und dem Rotormantel Io erstrecken. Die Halterungen 3o weisen jeweils mit einem Schenkel ihres Profils in die sektorförmige Kammer des Rotors hinein, so daß dieser Schenkel ein sicheres Auflager für die darauf abgesetzten Heizflächenelementblocke 36 bieten kann. Dieselben Schraubenbolzen 32, welche die Halterungen 3o an den Trennwänden 34 befestigt halten, tragen auch radiale Dichtglieder 38. Diese können aus einem dünnen Streifen elastisch nachgiebigen Materials bestehen, das an den Innenseiten der Gehäuseendplatten 4o bzw. 42 entiangstreicht, wenn sich der Rotor dreht, und verhindert, daß ein Gas aus der einen sektorförmigen Kammer des Rotors in eine andere gelangt, also von seinem vorbestimmten Strömungsweg abweicht.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, reicht der tragende Schenkel der auf Seiten der Gehäuseendplatte 4o angebrachten Halterung bis in die unmittelbare Nähe der Endplatte. Entsprechend kurz ist auch der Abstand zwischen der letzteren und der ihr gegenüberliegenden Fläche des Heizflächenelementes 36. Auch am anderen Ende des Rotors ist die Halterung 3o so nahe an der Gehäuseendwand 42 befestigt, daß nur ein ganz geringer Zwischenabstand zwischen dieser und den Heizflächenpaketen freibleibt. Wenn nun bei dieser Anordnung ein Reinigungsmittel durch die Sprühdüsen 26 gegen die ihnen jeweils gegenüberliegenden Heizflächenlagen gesprüht wird, so trifft das Reinigungsmittel wegen des minimalen Zwischenabstandes im

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wesentlichen mit der Austrittsgeschwindigkeit auf die zu säubernden Heizflächen.

Der radial äussere Bereich jedes Heizflachenblocks 36 trägt fest mit ihm verbunden eine bogenförmige Füllplatte 46, die gleitbar gegen eine ringförmige Blattdichtung 48 stößt, welche mittels Halterungen 54 am Rotormantel 52 befestigt ist. Dieselben Halterungen 54 tragen auch die biegsamen Umfangsdichtungen 58 des Rotors. Die Befestigung der Halterungen 54 erfolgt mittels Schraubenbolzen 56, wobei diese Befestigung derart getroffen sein kann, daß sich die Dichtungselemente bei der Montage und Nachstellung optimal einstellen lassen.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.) Drehspeicherwärmetauscher, bestehend aus einem innerhalb eines Gehäuses mit axialen Ein- und Auslaßöffnungen für ein wärmeabgebendes und ein wärmeaufnehmendes Fluidum drehbar angetriebenen Rotor mit einer zentralen Rotorwelle, einem mit dieser durch radiale Trennwände verbundenen Rotormantel und innerhalb des letzteren befestigtem wärmespeichernden Material, wobei* auf Seiten der Ein- und Auslaßöffnungen am Gehäuse Sprühdüsen angeordnet sind, mit deren Hilfe das wärmespeichernde Material durch den Druck eines eingesprühten Reinigungsmittels zu reinigen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite die axial äusserste Lage des wärmespeichernden Materials (36) durch an den Wänden (34) des Rotors (12) befestigte Halterungen (3o, 32) über die Wände (34) hinaus bis in unmittelbare Nähe der Sprühdüsen (26) vorgezogen ist.

2. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmespeichernde Material aus mehreren Lagen Laminar-Heizflachen (36) besteht, die mit axialem Zwischenabstand am Rotor (12) angebracht sind.'

3. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) zwei Lagen Laminar-Heizflachen (36) aufweist, deren jede an einem Ende über die Kanten der Rotorwände (34) herausragt.

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