DE2153486A1

DE2153486A1 - Rotorskelett für Drehspeicherwärmetauscher

Info

Publication number: DE2153486A1
Application number: DE19712153486
Authority: DE
Inventors: Bo Kungsbacka Johnsson (Schweden)
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1970-11-02
Filing date: 1971-10-27
Publication date: 1972-05-04
Also published as: DE2153486B2; DE2153486C3; GB1376122A; US3800860A; JPS5437330B1

Description

Pat ent an λ ä 1 i' e

Dipl.-Inc. W.Beyer 2153&8G

Dipl.-Wirtech.-Ing. B.Jochem ^ilJUHOÜ

Frank Pur i; am Main Freiherr- vom- St ο in -Str. 18

In Sachen:

Svenska Rotor Maskiner AB
Stockholm /Schweden

Rötorskelett für Drehspeicherwärmetauseher.

Die Erfindung betrifft ein Eotorskelett für Drehspeicherwäriaetauschor, bestehend aus einer Nabe, einem im wesentlichen zylindrischen Außenmantel, einer Anzahl die Nabe mit dem Außenmantel verbindender und dadurch -den dazwischen liegenden Bereich in eine Anzahl sektorförmiger, axial offener Kammern unterteilender Eadialwände und einer Anzahl die sektorförmigen Kammern unterteilender Tangentialwände, von ·' denen die radial äußersten den-Außenmantel bilden.

Im Betrieb des Wärmetauschers ist das Rotorskelett aufgrund von TemperaturSchwankungen und ungleicher Temperaturverteilung erheblichen Wärmebeanspruchungen unterworfen. Oft führen diese Beanspruchungen zum Reißen der. Schweißverbindungen und anderen Schaden. *

Wenn der War met aus eher aus dem kalten Zustand heraus angefahren wird, werden die Radialwände und die Tangentialwände schneller erwärmt als die Nabe und der Außenmantel. Die dadurch hervorgerufene Wärmeausdehnung der Wände ergibt

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Druckspannungen, die zu Verwerfungen der Wände und ungünstigen Beanspruchungen an den Schweißstellen führen.'Wenn .sich andererseits die Wände abkühlen (beispielsweise beim Waschen der wärmet aus chenden Hasse) , während der Außcnmantel noch warm ist, \verden die Wände Zugspannungen unterworfen, die zu beträchtlichen Belastungen der Schweißverbindungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rotorskelett der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Schweißverbindungen vor gefährlichen Belastungen bewahrt werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest einige der Tangentialwände in Umfangsrichtung des Rotors nachgiebig ausgebildet sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Tangentialwände zur Erzielung ihrer Nachgiebigkeit mit axial gerichteten Schlitzen versehen. Zweckmäßig ist jede nachgiebige Tangentialwand mit wenigstens zwei in Umfangsrichtung des Rotors zueinander versetzten. Schlitzen versehen, die von entgegengesetzten Stirnkanten der Tangential wand ausgehen und deren Gesamtlänge größer als die axiale Länge der Tangentialwand ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen beiderseits weggebrochenen Umfangsabschnitt eines Rotorskeletts für einen Drehspeicherwärmetauscher wie beispielsweise einen Luftvorwärmer mit feststehenden Gas_r und LuftZuleitungen und rotierender Wärmetauschmasse,

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Fig. 2 oinon Umfang sab schnitt des Ro t ο rm ant els, in Richtung zur Rotorachse betrachtet.

in der Zeichnung dargestellte Rotorskelett weist eine Nabe 10 und einen in wesentlichen zylindrischen Außenmantel 12 auf. Die Nabe 10 und der Außenmantel 12 sind mit Hilfe von radialen Zwischenwänden 14- miteinander verbunden, welche den Bereich zwischen der Nabe und dein Außenmantel in eine Vielzahl axial offener scktorförmiger Kammern 16 unterteilen, die ihrerseits in radial, gestaffelte Abschnitt mit Hilfe von Tangentialwandcn 18 weiter unterteilt sind. Diese Abschnitte nehmen eine wärmetauschende Masse auf, die für gewöhnlich aus plattenförmigen Elementen besteht.

Wie in Pie- 1 gezeigt, erstrecken sich die Radialwände 14-über den Außenriantel 12 hinaus, der hierzu aus einer Vielzahl von Scement"en besteht, die mit den Radialwänden verschweißt sind und von denen eine Jede die radial äußerste Tangentialv:and dec- radial äußersten Abschnittes der entsprechenden Kaminex* 16 bildet;. An den Ober- und TJnterkanten des Außenmantelsegir:entes und an den Endab schnitt en der Radialwände 14-cind Verstärkungsringe 20 von L-förmigem Querschnitt befestigt, deren zylindrisch verlaufende Schenkel in dichtende Weise mit feststehenden Abdichtstreifen od.dgl. in bekannter Weise .zusammenarbeiten.

Eine Jede ?angentiaiwand 18 jeder zweiten Kammer 16 ist mit 3v;ei im Umfang s ab st and zueinander versetzten Schlitzen 22 vcrsclicri, eic sich in Axialrichtung des Rotorskeletts von ontgegengecotzten Kanten der Tangentialwand aus erstrecken. Die GeGar.-ular.ne der beiden Schlitze ist größer als die axiale Länre der Wandung, d.h. die beiden Schlitze überlappen einander in axialer Richtung. Auf diese V/eise werden aie 'rar.conuinlwände in Umfangsrichtung des Rotors nachgiebig.

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UiTi eine Lockage zu vermeiden, ist ein Jeder Schlitz 22 dop den Außonmantcl "bildenden Tangentialwände durch eine Lasche 24 abgedeckt, die beispielsweise durch Punktschweißung an einer Schlitzseite angeheftet ist.

Ein Jeder Verstärkungsring 20 setzt sich aus einer Vielzahl von Ringsegmenten zusammen, und ein jedes Ringsegment hat eine Umfangserstreckung, die im -wesentlichen der Umfangsweite von zwei sektorförmigen Kammern 16 entspricht. Die Ringsegmente sind durch· Fugen 26 voneinander getrennt, welche mit den Schlitzen 22 der Außenwandungssegmente zusammenfallen. Jede Trennfuge 26 ist durch eine Platte 28 abgedeckt, die an dem einen beiden die Fuge begrenzenden Ringsegmente befestigt ist.

Da der Außenmantel 12 in Umfangsrichtung nachgiebig ist, ist er auch in der Lage, seinen Durchmesser unter dem Einfluß äußerer, von den Radialwänden 18 hervorgerufener Kräfte zu ' ändern. Wenn die Temperatur der Radialwände 14 höher ist als die der Außenwandung 12, wird folglich letztere von den Radialwänden ausgedehnt und es wird ein Verwerfen der Radialwände verhindert. Wenn die Temperatur der Radialwände 14 niedriger als die der Außenwandung 12 wird, wird letztere zusammengezogen, wodurch übermäßige Zugkräfte in den Radialwänden vermieden werden. Es ist bemerkenswert, daß die Tangentialwände 18 eine Anzahl koaxialer, im wesentlichen 'zylindrischer Wandungen bilden, die dieselben Eigenschaften und dasselbe Verhalten in ähnlicher Weise wie die Außenwand 12 haben.

Gemäß der Grundidee der Erfindung können die Tangentialwände aller sektorförmiger Kammern in Umfangsrichtung nachgiebig sein. Um die inneren Spannungen im Rotorskelett herabzu-■

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setzen, genügt es jedoch theoretisch, nur die Tangentialwände einer einzigen sektorförmigen Kammer nachgiebig auszubilden, was jedoch zu untragbaren Verwerfungen des Rotorskeletts in seiner Gesamtheit und zu einer unzureichenden Verminderung der inneren Spannung, führen würde.

Die Schlitzung der Tangentialwände bringt natürlich besondere Kosten mit sich, und es ist deshalb erwünscht, nicht mehr 'geschlitzte Wände vorzusehen, als dies zur Verminderung der Spannungen und Verwerfungen auf ein tragbares Niveau erforderlich ist. In der Praxis kann es deshalb ausreichend sein, nur jede zweite oder dritte sektorförmige Kammer mit ([ nachgiebigen Tangentialwänden auszurüsten.

Um eine genügende Nachgiebigkeit der Tangentialwände zu schaffen, soll die Breite des rechteckigen Wandbereichs zwischen je zwei einander überlappenden Abschnitten der entgegengesetzt gerichteten Schlitze 22 nicht größer als 30% ihrer Axialerstreckung oder Höhe sein. Vorzugsweise soll diese Breite nur 15 his 25% der Höhe betragen.

Patentansprüche /

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Claims

Patentansprüche

\Λ_·/ Rotorskelett für Drehspeicherwärmetauscher, bestehend aus einer Nabe, einem im -wesentlichen zylindrischen Außenmantel, einer Anzahl die Nabe mit dem Außenmantel verbindender und dadurch den dazwischen liegenden Bereich in eine Anzahl sektorförmiger, axial offener Kammern unterteilender Radialwände und einer Anzahl die sektorförmigen Kammern unterteilender Tangentialwände, von denen die radial äußersten den Außenmantel bilden, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest einige der Tangentialwände (18) in Umfangsrichtung des Rotors nachgiebig ausgebildet \ sind.
2. Rotorskelett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Tangentialwände (18) zur Erzielung ihrer Nachgiebigkeit mit axial gerichteten Schlitzen (22) versehen sind.
3. RotorSkelett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede nachgiebige Tangentiälwand (18) mit wenigstens zwei in Umfangsrichtung des Rotors zueinander versetzten Schlitzen (22) versehen ist, die von entgegengesetzten Stirnkanten der Tangentialwand ausgehen und deren Gesamtlänge größer als die axiale Länge der Tangentialwand ist.
4-, Rotorskelett nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des zwischen zwei. Schlitzen liegenden Wandbereichs 30% der axialen Wandlänge nicht übersteigt, vorzugsweise nur bei 15 - 25% der Wandlänge liegt.

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5· Rotorokelett nach einem der Ansprüche 2 bis -4-, d a'·-·". durch c ekenn- zeichnet, daß die Schlitze. ·"; "."■.

der die Außenwand bildenden .Tangentialwand von auf einer"'·;'." .;··. · ßchlitzseite an der Tangentialwand (18) befestigten Laschen· . ;':'-(24) überdeckt sind. ^: ■ ^: '""".-■
6. Rotorskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, . :- : -' dadurch geken'nzeichnet, daß am Umfang .

des Rotors Kammern (16) mit nachgiebigen Tangentialwänden ' (18) und Kammern mit steifen Tangentialwänden einander abwechseln. .
7. Rotorskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem sich an jedem Axialende des Außenmantels ein Versteifungsring befindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Versteifungsring (20)· aus einer Vielzahl durch Stoßfugen (26) voneinander getrennter Ringsegnente besteht, deren Länge im wesentlichen der Umfangserstreckung von mindestens zwei Kammern (16) entspricht, wobei sich die Stoßfugen (26) im Bereich von Kammern mit nachgiebigen Tangentialwänden (18) befinden.
8. Rotorskelett nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß die Stoßfugen von an jeweils

einem Ringsegment befestigten Platten (28) abgedeckt sind. . M

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