DE2033520C3

DE2033520C3 - Drehspeicherwarmetauscher

Info

Publication number: DE2033520C3
Application number: DE2033520A
Authority: DE
Inventors: Birger Alta Pettersson (Schweden)
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1969-07-08
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1980-10-30
Also published as: GB1320317A; DE2033520B2; DE2033520A1; US3687192A

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehspeicherwärmetauscher, bestehend aus einer würniespeicherndes Material enthaltenden Speichereinheit und einer die wärmetauschenden Fluide zu- bzw. von der Wärmespcichercinhcil wegführenden Rohrstutzeneinheil, wobei eine der beiden Einheiten feststeht und die andere Einheit mit an ihren Enden angeordneten Lagerzapfen in von einem Stützgerüst getragenen Lagern drehbar gelagert und durch einen Motor antreibbar ist, wobei der drehende Teil des Motors koaxial za einem der Lagerzapfen angeordnet und mit diesem gekuppelt ist, während der feststehende Teil des Motors mit einem stillstehenden Teil des Lagers für diesen Lagerzapfen über ein torsionssteifes Schalengebilde von im wesentlichen der Form eines Drehkörpers zur Übertragung der auf dem

ι" feststehenden Motorteil wirkenden Reaktionskräfte auf das Stützgerüst verbunden ist.

Ein solcher Drehspeicherwärmetauscher ist beispielsweise aus der US-PS 29 46 573 bekannt. Derartige Wärmetauscher werden beispielsweise als Luftvorwär-

i^r> mer in Kesselanlagen verwendet.

Die zentrische Anordnung des Motors, mit welchem die drehbare Einheit im Betrieb mit sehr geringer Drehzahl, beispielsweise 2 U/min, angetrieben wird, hat bei solchen Wärmetauschern gegenüber der sonst

-" üblichen Anordnung eines Elektro- oder Hydraulikmotors am Umfang der drehbaren Einheit, die zu diesem Zwecke mit einem Stiftzahnkranz versehen ist, den Vorteil, daß sie erheblich billiger in der Herstellung ist und der Einfluß von thermischen Verwerfungen

-'■> eliminiert wird, die bei der Anordnung des Motors am Umfang der drehbaren Einheit den Eingriff zwischen dem Antri^bsritzel des Motors und dem Zahnkranz verändert.

Die Anordnung des Motors und des Getriebes am

i» einen Ende der drehbaren Einheit beim dem Drehspeicherwärmetauscher der eingangs genannten Art bringt jedoch dahingehend Probleme mit sich, daß infolge des Gewichts und der thermischen Verwerfungen der drehenden Einheit Fluchtungsfehler zwischen

'■> den Achsen des Lagerzapfens und dem stillstehenden Lagerteil auftreten, die sich über das torsionssteife Schalengebilde auf den Motor übertragen und dessen Lager zerstören.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, derartige Auswirkungen auf den Antriebsmotor mit einfachen und damit kostengünstigen Mitteln zu vermeideii.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schalengebilde mindestens eine elastisch

π nachgiebige, sich quer erstreckende drehmomentübertragende Ringwandung zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen den Achsen des Lagerzapfens und dem Stillsichenden Lagerteil aufgrund von Verwerfungen der drehenden Einheit des Wärmetauschers aufweist.

ίο Weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für einen Luftvorwärmer mit feststehender Rohrsüitzen-

v> einheit für die wärmetauschenden Fluide und einer um eine horizontale Achse drehbaren Speichereinheit.

Da sich die Erfindung lediglich auf die Antriebsmittel für den Luftvorwärmer bezieht, ist der Aufbau desselben in Bezug auf Teile, die in diesem Zusammen-

w) hang nicht von intercssc sind, nur schematisch gezeigt.

Mit 10 ist der die drehbare Speichereinheit bildende Rotor bezeichnet, der das wärmespeichernde Material enthält. Der Rotor 10 ist umschlossen von einem Gehäuse 12, das mit einem Lufteinlaßstutzen 14, einem

., ' uftauslaßstutzen 16, einem Gaseinlaßstutzen 18 und einem Gasauslaßstutzen 20 versehen ist. In der Zeichnung sind die oberen Abschnitte des Rotors 10, des Gehäuses 12 und der Stutzen 18 und 20 für das Gas

weggebrochen dargestellt-

An jedem Ende ist der Rotor 10 mit einem Lagerzapfen 22 versehen, der in einem Tonnenlager 24 gelagert ist Ein jedes solches Lager siu:t auf einer Plattform 26, die von einem Unterbau getragen wird, > welcher aus zwei von der Plattform 26 nach unten divergierenden und in einer Ebene lotrecht zur Rotorachse liegenden Rohren 28 gebildet ist

An jeder Seite des Gehäuses 12 befindet sich ein horizontaler Profilträger 30 von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt Diese beiden Profilträger dienen zum Tragen des Gehäuses 12 und enthalten kreisförmige Öffnungen 32 für den Durchtritt der Lagerzapfen des Rotors.

An jeder Stirnseite des Rotors 10 sind in bekannter ΐϊ Weise axial bewegliche Sektorplatten 34 angeordnet, die sich zwischen dem Luftslutzen 14 bzw. 16 und dem Gasstutzen 18 bzw. 20 im wesentlichen horizontal von der Rotorachse aus erstrecken. An den Proiilträgern 30 sind Dichtleisten 36 befestigt, die sich in dichtender .> <) Gleitberührung mit den radialen Kantenflächen der Sektorplatten 34 befinden.

Der Lagerzapfen 22 an der linken Seite des Rotors 10 erstreckt sich über das Tonnenlager 24 hinaus, und sein freies Ende ist an einen langsam laufenden, jedoch hohes 2S Drehmoment abgebenden Hydraulikmotor 38 angekuppelt.

Der Motor 38 kann an sich von beliebiger Art sein; beim dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch ist ein Motor mit einem drehbaren Gehäuse 40, das an seinem so inneren Ende an den Endabschnitt des l^agerzapfens 22 angekuppelt ist, und einem feststehenden Innenteil vorgesehen, welches durch eine zentrale Öffnung in der äußeren Stirnwand des zylindrischen Gehäuses 40 nach außen vorsteht. Der feststehende Innenteil 42 des r> Motors ist durch eine Keilverbindung oder auf andere Weise drehfest mit der schüsseiförmigen Endwand 44 eines Schalengebildes 46 verbunden, dessen zylindrischer Teil 48 den Motor 38 umschließt und in einem Stück mit der schüsseiförmigen Endwand 44 an seinem -ιο äußeren Stirnende verbunden ist. Am inneren Stirnende des zylindrischen Schalenteils 48 ist eine ebene ringförmige Endwand 50 befestigt, deren radial innerer Teil an einem feststehenden Teil oder Gehäuse 52 des Tonnenlagers 24 festgelegt ist.

Das Schalengebilde 46 ist als Drehkörper ausgebildet und deshalb torsionssteif und in der Lage, hohe Drehmomente vom feststehenden Innenteil 42 des Motors auf das stillstehende Gehäuse 52 des Tonnenlagers 24 zu übertragen, von wo die Kräfte weiter zur Plattform 26 und dem Unterbau 28 geleitet werden. Somit sind also keine besonderen Einrichtungen zur Stützung und Halterung des Motors 38 vorgesehen; vielmehr ist er in seiner Gesamtheit nur vom Lagerzapfen 22 und dem stillstehenden Lagergehäuse 52 getragen. Dies führt zu einer Vereinfachung im Aufbau und einer beträchtlichen Einsparung an Raum.

Da der Rotor 10 sehr schwer ist, können die Lagerzapfen 22 im Betrieb etwas durchbiegen. Aufgrund des Umstandes, daß die ringförmigen Endwände 44,50 des Schalengebildes 46 ziemlich dünn und flexibel sind, hat diese Durchbiegung keinen Einfluß auf die Motorteile 40,42.

In der Zeichnung sind Zu- und Rückleitungen für die den Motor 38 antreibende Druckflüssigkeit mit 54 bezeichnet und mit dem feststehenden Innenteil 42 an dessen äußerer Stirnseite verbunden, die durch eine zentrale Öffnung in der ring- oder schüsseiförmigen Endwand 44 des Schalengebildes 46 zugänglich ist.

Der Motor 38 kann von jeder herkömmlichen Art sein, die nur in der Lage ist, ununterbrochen mit Drehzahlen von weniger als 5 U'min. bei gleichzeitiger Abgabe eines hohen Drehmomentes arbeitet, welches wie nach den Abmessungen des Luftvorwärmers 2000 kgm oder mehr beträgt. Gute Ergebnisse wurden erzielt mit einem Motor solcher Art, der eine Vielzahl von in Radialbohrungen innerhalb eines festen Blockgehäuses beweglicher Kolben aufweist, die Rollen tragen, welche an ihren äußeren Enden mit einer im wesentlichen synusförmigen Nockenfläche an der Innenseite eines trommeiförmigen drehbaren Außengehäuses wie dem Gehäuse 40 zusammenarbeiten.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann vielmehr Anwendung auch bei Wärmetauschern mit vertikaler Achse sowie bei Wärmetauschern mit feststehender Speichereinheit und rotierendem Rohrstutzen finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehspeicherwärmetauscher, bestehend aus einer wärmespeicherndes Material enthaltenden Speichereinheit und eine die wärmetauschenden Fluide zu- bzw. von der Speichereinheit wegführenden Rohrstützeneinheit, wobei eine der beiden Einheiten feststeht und die andere Einheit mit an ihren Enden angeordneten Lagerzapfen in von einem Stützgerüst getragenen Lagern drehbar gelagert und durch einen Motor antreibbar ist, wobei der drehende Teil des Motors koaxial zu einem der Lagerzapfen angeordnet und mit diesem gekuppelt ist, während der feststehende Teil des Motors mit einem stillstehenden Teil des Lagers für diesen Lagerzapfen über ein torsionssteifes Schalengebilde von im wesentlichen der Form eines Drehkörpers zur Übertragung der auf dem feststehenden Motorteil wirkenden Reaktionskräfte auf das Stützgerüst verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalengebilde (46) mindestens eine elastisch nachgiebige, sich quer erstreckende drehmomentübertragende Ringwandung (50) zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen den Achsen des Lagerzapfens (22) und dem stillstehenden Lagerteil (52) aufgrund von Verwerfungen der drehenden Einheit (10) des Wärmetauschers aufweist.

2. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (38) so ausgebildet ist, daß er eine Drehzahl von weniger als 5 U/min, besitzt.

3. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (38) ein Hydraulikmotor ist.

4. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (38) in an sich bekannter Weise ein drehendes Gehäuse (40) und einen festen Innenteil (42) aufweist, wobei das Gehäuse (40) mit dem Lagerzapfen (22) an der einen Seite und der Innenteil (42) mit dem Schalengebilde (46) an der anderen Seite des Motorgehäuses (40) verbunden sind und der Motor (38) im wesentlichen von dem Schalengebilde (46) umschlossen ist.

5. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalengebilde (46) einen den Motor (38) umgebenden zylindrischen Teil (48), einen das eine Ende des vorgenannten zylindrischen Teils mit dem stillstehenden Lagerteil (52) verbindende ringförmige Endwand (50) und eine weitere, das andere Ende des zylindrischen Teils mit dem feststehenden Innenteil (42) des Motors (38) verbindende ringförmige Endwand (44) aufweist.

6. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Rückleitungen (54) für die Antriebsflüssigkeit des Motors (38) zu dessen Innenteil (42) durch die Zentralöffnung der weiteren ringförmigen Endwand (44) geführt sind.