DE2802221C2

DE2802221C2 - Speichermassenträger für umlaufende Regenerativ-Wärmetauscher

Info

Publication number: DE2802221C2
Application number: DE2802221A
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Ing.(grad.) 6903 Neckargemünd Mock
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1978-01-19
Filing date: 1978-01-19
Publication date: 1982-11-04
Also published as: OA06164A; FR2415282B1; FR2415282A1; DE2802221A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Speichermassenträger eines umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers mit einer vertikalen Achse, mit einer inneren Speichermassen-Ringkammer und einer durch einen Ringspalt von diesem getrennten äußeren koaxialen Speichermassen-Ringkammer, wobei die Ringkammern durch miteinan- der fluchtende Radialwände in Sektoren und die Sektoren durch Tangentialwände in Teilsektoren unterteilt sind, mit Zwischengliedern, die die äußeren Teilsektoren der inneren Ringkammer mit den inneren Teilsektoren der äußeren Ringkammer verbinden.

Es sind Luftvorwärmer bekannt (DE-PS 12 98 231), deren Speichermassenträger aus zwei koaxial ineinander angeordneten Speichermassen-Ringkammern besteht, die zur Durchleitung unterschiedlich temperierter Gaiströme dienen.

In der Regel wird hierbei die äußere Speichermassen-Ringkammer dazu verwendet. Verbrennungsluft als Zweitluft aufzuwärmen, während die koaxiale innere Speichermassen-Ringkammer in der Regel höher temperierte Luft für die Kohlenmühlen als Erstluft zur Verfügung stellt. Diese für Kohlenmühlen bestimmte Luft kann zugleich einen höheren Druck aufweisen. Außerdem sind Luftvorwärmer mit umlaufendem Speichermassenträger bekannt (DE-OS 22 39 533), dessen Sektoren als mehr oder minder selbständige Einheiten an der Nabe aufgehängt sind.

Die technische Entwicklung verläuft in Richtung immer größerer Einheiten und auch immer größerer Temperaturdifferenzen in den radial aufeinanderfolgenden Bauteilen, wie Nabe und einer oder mehrerer die Nabe koaxial umschließenden Speichermassen-Ringkammer.

Wird -beispielsweise die äußere Speichermassen-Ringkammer zur Aufwärmung der Verbrennungsluft benutzt und die innere zur Aufwärmung der Mühlenluft, die eine höhere Temperatur aufweist, εο führen die Temperaturunterschiede zu unterschiedlichen thermischen Verformungen der beiden Bauteile, zentral und am Umfang. Ausführungen, die diesen Verformungen nicht Rechnung tragen, werden gefährlichen Wärmespannungen und Verformungen im Betrieb unterworfen, die die Baugröße begrenzen. Für beide Luftvorwärmer-Bauarten, diejenige mit koaxial ineinander angeordneten, von unterschiedlich temperierten Gasströmen beaufschlagten Speichermassen-Ringkammern und diejenige mit um die Nabe herum angeordneten, gegebenenfalls auch unabhängig voneinander aufgehängten, sektorartigen Körben für einen einfacheren Transport und eine einfachere Montage, sind Verbindungsglieder vorgeschlagen worden, die den inneren mit dem äußeren Bauteil verbinden und auf- bzw. ineinander gleiten. Diese Verbindungselemente haben beispielsweise die Form von Pratzen (z. B. DE-PS 12 37 150; DE-PS 12 98 231), Bolzen und Buchsen (DE-OS 22 38 140) oder Kugeln und Schalen (DE-OS 22 39 533). Andere Vorschläge haben Verbindungselemente für die Bauteile des Speichennassenträgers in Form von Scharnierbändern (DE-OS 17 76 166) oder Dehnungswülsten (DE-PS 12 98 231) zum Gegenstand, die im Unterschied zu den ersterwähnten, an einzelnen Punkten angreifenden Konstruktionen über die Höhe des Speichermassenträgers durchlaufen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es während des Aufheiz- und Abkühlvorgangs — aber auch bei unterschiedlichen Lasten — keine Verbindungspunkte in einer achssenkrechten Ebene gibt, in denen der äußere und der innere Bauteil etwa gleiche Temperaturen aufweist, und stellt sich hiervon ausgehend die Aufgabe, die beiden Bauteile derart miteinander zu verbinden, daß sie sich unter Vergrößerung und Verkleinerung ihres radialen Abstandes und gegebenenfalls auch ihrer axialen Höhe frei, d. h. ohne gegenseitige Behinderung dehnen können.

Ausgehend von einem umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der

Zwischenglieder als Verbindungslasche ausgebildet ist, die mittels je eines an ihren beiden Endabschnitten angeordneten Schwenklagers nahe je einer der Stirnseiten des Speicherniassenträgers mit einem in den Ringspalt ragenden Abschnitt je einer der Radialwände der inneren bzw. der äußeren Ringkammer des Speichermassenträgers verbunden ist Aufgrund der schwenkbaren Lagerung in den Lagersiellen werden die unter der thermischen Belastung im Betrieb, bei Aufheiz- oder Abkühlungsvorgängen unterschiedlichen Lasten und anderen thermischen Beanspruchungen, insbesondere auch bei Parallelführung von Luft- und Gasströmen unterschiedlicher Temperaturen auftretenden radialen und zugleich auch axialen Längenänderungen unbehindert zugelassen, wobei die Verbindungslaschen ihre relative Lage zur Vertikalen in Abhängigkeit von den Formänderungen der Bauteile ändern.

Der Ringspalt wird den infolge der Wärmedehnungen zu erwartenden Abmessungsänderungen der Ringkammern entsprechend bemessen, wobei die Verbindungslaschen den Ringspalt verschließen und so einen Durchtritt von wärmetauschenden Medien von einem Sektor in den in Umfangsrichtung anschließenden nächsten Sektor verhindern. Der zwischen der äußeren und der inneren Ringkammer gebildete, in Sektoren unterteilte Zwischenraum kann also ebenfalls mit wärmetauschenden Speichermassen belegt werden, so daß das Erfordernis, diesen Ringspalt möglichst schmal zu bemessen, entfällt Daher können die Verbindungslaschen auch mit dem zur Aufnahme hoher Belastungen erforderlichen hinreichend großen Querschnitt bemessen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungslaschen an den Lagerstellen mit jeweils einem Lagerzapfen als Schwenklager an den zugehörigen Radialwandabschnitten gehaltert. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Lagerzapfen durch einen etwa mittig und rechtwinklig zur Zapfenachse verlaufenden Schnitt zweiteilig ausgebildet und durch lösbare Befestigungsmittel die Hälften der Lagerzapfen miteinander verbunden sind. Dann ist es nämlich möglich, die Hälften der Lagerzapfen mit einem äußeren Bund zu versehen, um die um die Lagerzapfen verschwenkbar angeordneten, insbesondere beidseitig angeordneten Verbindungslaschen zur Verbindung der Ringkammern des Speichermassenträgers über die Radialwandabschnilte auch seitlich abzustützen.

Dies führt zu einer besonders raumsparenden Lösung.

Die gleichen Verbindungsmittel können auch für die Verbindung zwischen einer Nabe und einer inneren Speichermassen-Ringkammer verwendet werden. Bei der Montage bzw. Demontage der Ringkammer aus sektorförmigen Teileinheiten müssen diese Teileinheiten dann bis zum Schließen der Ringkammer gestützt oder in anderer Weise gesichert werden. Die Nabe kann somit wärmegedämmt werden, wodurch die Achse und die Lager von thermischen Belastungen weitgehend frei bleiben und unterschiedliche axiale Dehnungen beider Bauteile durch die Verbindungslaschen nicht behindert werden und somit auch nicht zu unzulässigen Wärmespannungen führen.

Der erfindungsgemäße Speichermassenträger ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Speichermassenträger mit vertikaler Drehachse mit einer inneren und einer äußeren koaxialen Speichermassen-Ringkammer,

F i g. 2 eine Teildraufsicht auf den in F i g. 1 gezeigten Speichermassenträger,

F i g. 3 die Einzelheit X gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, die den Bereich der Verbindungslaschen beider Bauteile zeigt und

Fig.4 eine Draufsicht auf den in Fig.3 gezeigten Teil des Speichermassenträgers.

In F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt durch einen Speichermassenträger eines Regenerativ-Wärmetauschers dargestellt, dessen senkrecht angeordnete Achse 1 von einem Nabenmantel 3 umschlossen ist An dem Nabenmantel 3 sind Radialwände 5 angeschlossen, die über eine äußere Tangentialwandreihe 7 am Umfang miteinander verbunden sind, und so sektorförmige Räume einer inneren Speichermassen-Ringkammer für die Aufnahme von Speichermassen bilden. Den Radialwänden 5 sind fluchtende Radialwände 9 gegenübergestellt die von innen nach außen gehend über drei Tangentiaiwandreihen 11, 13 und 15 miteinander verbunden sind, und mit einem umschließenden Außenmantel 17 gemeinsam sektorförmige Räume einer äußeren Speichermassen-Ringkammer bilden.

Die äußere und die innere Ringkammer sind über die Radialwände 5 und 9 miteinander verbunden. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß obere Lagerzapfen 21 an über die äußere Tangentialwandreihe 7 der inneren Speichermassen-Ringkammer radial etwas nach außen vorkragenden Radialwandabschnitten 5a der Radialwände 5 befestigt sind, während die unteren Lagerzapfen 23 an Wandabschnitten 9a der Radialwände 9 befestigt sind, die über die innere Tangentialwandreihe 11 der äußeren Ringkammer radial etwas nach innen vorspringen. Auf den Lagerzap-■*⁵ fen 21 einerseits und den Lagerzapfen 23 andererseits sind Verbindungslaschen 19 schwenkbar gehalten, welche die Last der äußeren Ringkammer auf die innere Ringkammer und über diese auf die Achse 1 übertragen. Radial von innen nach außen folgen auf den Nabenmantel 3 die zur inneren Ringkammer gehörende äußere Tangentialwandreihe 7 und die der äußeren Ringkammer zugeordneten Tangentiaiwandreihen 11, 13 und 15 (F i g. 2). Der Außenmantel 17 umschließt die äußere Ringkammer. Die Verbindungslaschen 19 der inneren und der äußeren Ringkammer sind paarweise zu beiden Seiten der einander gegenübergestellten, von der Tangentialwandreihe 7 nach außen bzw. der Tangentialwandreihe 11 nach innen vorkragenden Radial wandabschnitten 5a, 9a angeordnet. Auf die Radialwände 5 der inneren Ringkammer folgen die sie tangential verbindende Tangentialwandreihe 7, die zu Dichtungszwecken auf beiden Stirnflächen der Ringkammer mit Flanschringen 6 bzw. 8 versehen sind. Die über die Tangentialwandreihe 7 radial nach außen vorspringenden Radialwandabschnitte 5a kragen im oberen Bereich des Verbindungsabschnittes über dessen Mitte nach außen vor, und entsprechend ragen die diesen gegenübergestellten Radialwandabschnitte 9a der äußeren Ringkammer irr unteren Bereich über die Mitte des Verbindungsabschnitts nach innen vor. Der innere Radialwandabschnitt 5a trägt hierbei den oberen Lagerzapfen 21 und der äußere Radialwandabschnitt 9a den Lagerzapfen 23. Über diese Lagerzapfen 21, 23 greifen die als Verbi.idungslaschen 19 ausgebildeten Zwischenglieder und stellen so zwischen den Tangentiaiwandreihen 7 und 11 eine gelenkige Verbindung der beiden Ringkammern her.

Zwischen den Tangentialwandreihen 7 und 11 beider Bauteile sind die Verbindungslaschen 19 paarweise zu beiden Seiten der Radialwandabschnitte 5a und 9a angeordnet. Diese Laschenpaare sind auf den Lagerzapfen 21 und 23, von denen in der Zeichnungsfigur der untere Zapfen 23 vom oberen Lagerzapfen 21 verdeckt ist, gelagert (F ig. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ι. Speichermassenträger eines umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers mit einer vertikalen A.chse, mit einer inneren Speichermassen-Ringkammer und einer durch einen Ringspalt von dieser getrennten äußeren koaxialen Speichermassen-Ringkammer, wobei die Ringkammern durch miteinander fluchtende Radialwände in Sektoren und die Sektoren durch Tangentialwände in Teilsektoren unterteilt sind, mit Zwischengliedern, die die äußeren Teilsektoren der inneren Ringkammer mit den inneren Teilsektoren der äußeren Ringkammer verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Zwischenglieder als Verbindungslasche (19) ausgebildet ist, die mittels je eines an ihren beiden Endabschnitten angeordneten Schwenklagers nahe je einer der Stirnseiten des Speichermassenträgevs mit einem in den Ringspalt ragenden Abschnitt (5a; 9a)je einer der Radialwände (5; 9) der inneren bzw. der äußeren Ringkammer des Speichermassenträgers verbunden ist.
2. Speichermassenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungslaschen (19) an den Lagerstellen mit jeweils einem Lagerzapfen (21; 23) als Schwenklager an den zugehörigen Radialwandabschnitten gehaltert sind (5a.9ajl
3. Speichermassenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (21; 23) durch einen etwa mittig und rechtwinklig zur Zapfenachse verlaufenden Schnitt zweiteilig ausgebildet und die Hälften der Lagerzapfen durch lösbare Befestigungsmittel miteinander verbunden sind.
4. Speichermassenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Hälften der Lagerzapfen (21; 73) an ihrem einen Ende einen Bund aufweisen und die Verbindungslaschen (19) seitlich abstützen.
5. Speichermassenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Achse (1) umschließende Nabenmantel (3) als tragender Bauteil der inneren Speichermassen-Ringkammer radial nach außen vorstehende radiale Wandabschnitte und die innere Speichermassen-Ringkammer als getragener Bauteil über ihre innere Tangentialwandreihe radial nach innen ragende Radialwandabschnitte aufweist, wobei die Radialwandabschnitte des Nabenmantels (3) und der Speichermassen-Ringkammer einander radial fluchtend gegenüberstehen, und daß die Radialwandabschnitte jeweils über die Verbindungslaschen (19) miteinander verbundene Lagerzapfen (21; 23) aufweisen.