DE2808016C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehspeicherwärmetauscher mit einem durch radiale Trennwände in sektorförmige Abteile ein­ geteilten, axial durchströmten Rotor und in den Abteilen in Körben durch Federkraft zusammengehaltenen Paketen wärme­ speichernder Bleche, wobei die Körbe radial innen und außen gekrümmte Federplatten mit in radiale Richtung abgewinkel­ ten Endflanschen haben, welche durch sich radial erstrecken­ de Seitenbänder miteinander verbunden sind, wobei an den äußeren Federplatten deren Krümmung sehnenförmig überbrücken­ de Spannbänder angeordnet sind.

Drehspeicherwärmetauscher werden normalerweise mit senkrech­ ter Rotorachse angeordnet, wodurch den Platten und Blechen, welche die wärmespeichernde Masse bilden, ein ausreichend fester Halt gegeben wird. Die Bleche kommen nur dann in Bewe­ gung oder Schwingung, wenn zu Zwecken der Reinigung Luft oder Dampf unter hohem Druck durch die Strömungskanäle zwischen den Blechen geblasen wird, um Ablagerungen zu entfernen. Wenn jedoch der Rotor des Drehspeicherwärmetauschers um eine hori­ zontale Achse dreht, bewirkt jede Lageveränderung des Rotors während der Drehbewegung eine Erregung bzw. Bewegung der Ble­ che, wobei das Ausmaß von der Festigkeit abhängt, mit der die Bleche gepackt und zusammengehalten werden. Obgleich nun die Bleche und Platten anfänglich sehr fest gepackt werden, unter­ liegen sie doch im Laufe der Zeit der Korrosion und Erosion der durch die Strömungswege zwischen den Blechen geleiteten Fluide und lockern sich dadurch. Die daraus resultierende stärkere Bewegung der Bleche kann dann zum Bruch und ernsthaften Be­ triebsstörungen führen.

Um das Problem zu mildern, ist es bekannt, die Ble­ che und Plattenelemente in Paketen mit offenem Ende fest zu­ sammenzupacken und durch eine Feder zu halten, welche sich gegen die gepackten Bleche ausdehnen kann. Trotz der festen Packung nach der Montage führen auch in diesem Fall Korro­ sion und Erosion der Bleche während des Betriebs zur allmäh­ lichen Lockerung mit der weiteren Folge, daß sie danach durch die normale Drehbewegung des Rotors zu Bewegungen angeregt und dadurch beschleunigt und endgültig zerstört werden.

Bei einer bekannten Ausführung der eingangs genannten Art (US-PS 33 14 472) werden die Bleche durch sie umfassende Bän­ der fest zusammengehalten. Die Bänder stehen unter der Span­ nung von mit ihnen verbundenen, gekrümmten Federplatten, die durch die Krümmung überbrückende Spannbänder verstärkt sind. Zur Verbindung mit den Seitenbändern haben die Federplatten in radiale Richtung abgewinkelte Endflanschen. Dabei hat sich als Mangel dieser Konstruktion herausgestellt, daß sich schon bei einer gewissen Ermüdung der Federplatten infolge zykli­ scher Erhitzung auf hohe Temperaturen und Druckschwankungen die Bleche lockern und mit zunehmender Bewegungsmöglichkeit schnell zerstört werden. Versuchte man, die Bleche stärker vorzuspannen, traten in den Ecken an den Enden der Federplat­ ten Brücke auf.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Dreh­ speicherwärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Bleche ohne Überlastung der Endbereiche der Feder­ platten stärker vorgespannt werden können, so daß die die Bleche zusammenhaltende Federkraft länger als bisher erhal­ ten bleibt, und zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in dem den Endflanschen gebildeten Win­ keln (der Federplatten) längliche Versteifungsglieder angebracht sind, die an beiden Berührungslinien fest mit den Federplatten verbunden sind. Die Versteifungsglieder beseitigen auf sehr einfache Weise, daß sich die Bleche lockern. Wenn die Versteifungsglieder eine zylindrische Form haben und ihr Durchmes­ ser in bevorzugter Ausgestaltung größer als die Durchbiegung der äußeren Federplatten gewählt wird, werden die Bleche in den Körben im wesentlichen konzentrisch zur Rotorachse gehalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Drehspeicher­ wärmetauschers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehspeicher­ wärmetauscher nach Fig. 1 gemäß Schnitt­ linie 2-2,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines im Rotor des Drehspeicherwärmetauschers nach Fig. 1 und 2 enthaltenen Korbs mit darin unter Spannung gepackten Blechen aus wärmespeicherndem Material,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Korbs nach Fig. 3, wobei zur besseren Veranschau­ lichung der Erfindung die Einzelteile getrennt gezeichnet sind.

Der in Fig. 1 dargestellte Drehspeicherwärmetauscher hat ein Gehäuse 10, welches einen Rotor 12 umschließt, der aus einer Masse wärmespeichernden Materials 14 besteht, die an einer zentralen Rotorwelle 15 angebracht ist. Der Rotor wird durchströmt von heißen Gasen, welche über einen Ein­ laßkanal 16 in das Gehäuse eingeleitet und durch einen Aus­ laßkanal 18 abgeleitet werden, nachdem sie das im Drehspeicher­ wärmetauscher enthaltene wärmespeichernde Material durch­ strömt haben. Kühle Luft oder ein anderes Gas, welches er­ wärmt werden soll, wird durch einen Einlaßkanal 22 einge­ leitet und verläßt das Gehäuse durch einen Auslaßkanal 24, nachdem ebenfalls das zwischen diesen beiden Kanälen be­ findliche wärmespeichernde Material durchströmt worden ist. Während die Gase durch ihre jeweiligen Kanäle strömen, wird der Rotor 12 mittels eines Antriebs 20 gedreht, so daß die einzelnen Elemente aus wärmespeicherndem Material abwechselnd mit den heißen und kühlen Gasen in Berührung kommen.

Das im Rotor enthaltene wärmespeichernde Material be­ steht normalerweise aus metallischen Platten oder Ble­ chen, die mit Rippen oder Wellen geformt sind und anein­ andergelegt eine Vielzahl innerer Strömungswege für das heiße und kühle Gas bilden.

Die Bleche sind in einem im wesentlichen sektorförmigen oder trapezoidalen Korb 27 aufgenommen, der sie fest in einer bestimmten relativen Anordnung hält, so daß sie als Baugruppe vormontiert und dann bei der Montage im Rotor eines z. B. als Luftvorwärmer eingesetzten Dreh­ speicherwärmetauschers in einfacher Weise gehandhabt werden können.

Jeder Rahmen oder Korb 27 umfaßt ein Paar Federplatten 28 und 29, die mit einer bogenförmig gekrümmten Seitenwand und Endflanschen 30 geformt sind, wie dies aus Fig. 3 und 4 hervorgeht. Bei der Montage eines Korbs wird auf die Feder­ platten 28 und 29 sowie dazwischen angeordnete Bleche aus wärmespeicherndem Material eine normal zur Ebene der Feder­ platten 28 und 29 gerichtete Druckkraft ausgeübt, und es werden dann Seitenbänder 32 mit den Endflanschen 30 ver­ schweißt, während das gesamte Paket unter Druck steht.

Nach dem Anschweißen der Seitenbänder 32 an den Endflan­ schen 30 wird die Druckkraft abgestellt, so daß nunmehr die innere Spannung der Bleche aus wärmespeicherndem Ma­ terial und der gekrümmten Federplatten 28 und 29 sämtliche Teile in einem dauerhaft gegenseitig verspannten Zustand hält.

Da die Endflansche 30 unter einem spitzen Winkel an den Federplatten 28 ansetzen, tritt im Scheitelpunkt der Winkel eine so große Konzentration der Spannung auf, daß ohne Zu­ hilfenahme weiterer Maßnahmen an dieser Stelle Brüche auf­ treten könnten. Um dies zu vermeiden, sind in die spitzen Winkel zylindrische Versteifungsglieder 36 eingelegt und mit den Federplatten 28 sowie deren Endflanschen 30 ver­ schweißt. Die Versteifungsglieder vergrößern den wirk­ samen Radius des spitzen Winkels zwischen der Federplatte 28 und ihren Endflanschen 30 und verteilen so die Span­ nung über eine größere Fläche, wodurch die Bruchgefahr reduziert wird.

Um die Federwirkung der Federplatte 28 zu vergrößern, sind in sehnenförmiger Anordnung Spannbänder 33 mit den Enden der gekrümmten Federplatte 28 verbunden und über­ spannen dabei ein Segment, dessen Höhe H geringer ist als der Durchmesser der Versteifungsglieder 36. Dadurch wird erreicht, daß, wenn die Federplatten 28, 29 unter Spannung zusammengedrückt werden, um die Bleche aus wärmespeichern­ dem Material dazwischen zu komprimieren, durch die zylin­ drischen Versteifungsglieder 36 auf die Randkanten jedes Blechpakets Druck ausgeübt wird, bevor das Blechpaket mit der Mitte des Segments in Berührung kommt. Auf diese Weise werden die Platten und Bleche aus wärmespeicherndem Material in eine bogenförmige Lage und Anordnung gebracht, die im wesentlichen konzentrisch zur Rotorwelle liegt.

Claims (3)

1. Drehspeicherwärmetauscher mit einem durch radiale Trenn­ wände in sektorförmige Abteile eingeteilten, axial durch­ strömten Rotor und in den Abteilen in Körben durch Feder­ kraft zusammengehaltenen Paketen wärmespeichernder Bleche, wobei die Körbe radial innen und außen gekrümmte Feder­ platten mit in radiale Richtung abgewinkelten Endflanschen haben, welche durch sich radial erstreckende Seitenbänder miteinander verbunden sind, wobei an den äußeren Federplatten deren Krümmung sehnenförmig überbrückende Spannbänder ange­ ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit den Endflanschen (30) gebildeten Winkeln längliche Versteifungsglieder (36) angebracht sind, die an beiden Berührungslinien fest mit den Federplatten (28) verbunden sind.

2. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder (36) eine zylindrische Form haben.

3. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Ver­ steifungsglieder (36) größer ist als die Durchbiegung der äußeren Federplatten (28), so daß die Bleche in den Körben (27) im wesentlichen konzentrisch zur Rotorachse gehalten sind.