DE2808024C2 - Drehspeicherwärmetauscher, dessen Rotor in an den axialen Enden offene, sektorförmige Körbe mit unter spitzem Winkel zueinander verlaufenden Seitenwänden unterteilt ist - Google Patents

Description

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betrachtet, einander kreuzen. Jeder Korb ist durch bogenförmige Spannplatten 28,

Das Anschweißen beider Arten von Streben erfolgt 28Λ, 28Cund 28D in eine Anzahl konzentrischer Abteile

vorzugsweise zusammen mit dem Anschweißen der unterteilt Die Abteile des Korbs werden nacheinander

Spannplatten an den Seitenwänden des Korbes. aufgeoaut, und jedes Abteil hat nur eine solche Größe,

Zur Herstellung des erfindunjjsgemäßen Drehspei- 5 daß alle darin aufgenommenen Bleche 26 durch die über cherwärmetauschers wird ferner eine Vorrichtung vor- die gekrümmten Spannplatten 28 aufgebrachte Druckgeschlagen, die sich durch einen aufrechtstehenden, V- kraft genügend verformt werden können,
förmigen Stützrahmen für die Seitenwände eines Kor- Bei der Herstellung eines Korbs wird so vorgeganbes und einen von oben in die öffnung des Stützrah- gen, daß zunächst eine gebogene Spannplatte 28 mit mens einfahrbaren Stößel auszeichnet, welcher zur An- io ihrer konvexen Oberfläche nach oben gemäß F i g. 4 am passung seiner Größe an den mit der Höhe unterschied- inneren Ende eines V-förmigen Stützrahmens 36,38 einlichen Zwischenabstand der Seitenwände seitlich aus- gelegt wird In die obere öffnung des V-förmigen Stützspreizbar ist rahmens wird eine bestimmte Anzahl elastischer Bleche

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeich- 26 eingelegt und aufgestapelt Danach wird eine zweite nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es 15 konvexe Spannplatte 28-4, welche im wesentlichen konzeigt zentrisch zur Spannplatte 28 gekrümmt ist, auf die ge-

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Drehspeicherwärme- stapelten Bleche 26 gelegt Daraufhin wird auf die

tauschen-. Spannplatte 28A eine Druckkraft ausgeübt, die aus-

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher reicht um die zwischen den Spannplatten 28 und 2SA

nach F i g. 1 gemäß der dortigen Schnittlinie 2-2, 20 liegenden Bieche 26 innerhalb ihrer elastischen Grenzen

F i g. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ei- zu biegen und ihnen eine ähnliche bog«iförmige Gestalt

nes einen Teil des Rotors des Drehspeicherwirmetirü- zu verleihen wie den Spannplatten. Während noch der

schers bildenden, Bieche und Platten aus wärmespei- Druck auf die Spannplatten 2&A aufrecht erhalten wird,

cherndem Material enthaltenden Korbs, schweißt man deren Kanten, wie bei 33 gezeigt an den

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Pak- 25 Seitenwänden des Korbs fest und erhält das Abteil »A« ken der Bleche und Platten aus wärmespeicherndem (F i g. 3). Wenn danach der Druck aufgehoben wird, geMaterial unter Druck in einem Korb gemäß F i g. 3, nügt die Spannkraft der bogenförmig gekrümmten

F i g. 5 ein gegenüber F i g. 3 abgewandeltes Ausfüh- Spannplatten, um die Bleche 26 dauerhaft in der ge-

rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen gepackten wünschten Stellung festzuhalten.

Korbs. 30 Anschließend wird eine zweite Gruppe Bieche in das

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Drehspeicherwärme- mit »B« bezeichnete Abteil des Korbs gelegt und eine tauscher besteht aus einem Gehäuse 10, welches einen gekrümmte Spannplatte 285 aufgelegt Dann wird erRotor 12 umschließt, der eine Masse wärmespeichern- neut Druck aufgebracht, bis alle Bleche 26 in diesem des Material 14 enthält Dieses Material wird während Abteil innerhalb ihrer Elastizitätsgrenzen verformt sind, der Drehung des Rotors Sektor für Sektor nacheinan- 35 woraufhin dann die Spannplatte 285 mit ihren Randkander mit einem heißen Gasstrom in Berührung gebracht ten an den Seitenwänden 30 angeschweißt wird, um die welcher durch einen Einlaßkanal 16 in den Drehspei- Bieche 26 auf Dauer in der gekrümmten Lage zu haken, cherwärmetauscher eingeleitet wird und diesen über ei- Ebenso wird bei der Füllung der Abteile »C« und »D« nen Auslaßkanal 18 wieder verläßt Kalte Luft oder ein des Korbs mit Blechen 26 vorgegangen, wobei geanderes kai tr 3 Gas wird durch einen Einlaßkanal 22 in 40 krümmte Spannplatten 28C und 28/7 mit ihren Randdas Gehäuse des Drehspeicherwärmetauschers einge- kanten an den Seitenwänden 30 angeschweißt werden, leitet und tritt durch einen Auslaßkanal 24 wieder aus, so daß schließlich alle Bleche 26 in einem Korb genünachdem das sich zwischen diesen beiden Kanälen be- gend verformt sind, um unter gegenseitiger Verspanfindende wärmespeichernde Material durchströmt wor- nung sicher und fest gehalten zu werden,
den ist Während die beiden Gase durch die für sie vor- 45 Eine Druckkraft von ungefähr 0,55 bir 0,85 bar norgesehenen .Strömungskanäle geleitet werden, wird der mal zur Ebene der gepackten Bleche wird in der Regel auf einer Rotorwelle 15 angeordnete Rotor 12 mittels als ausreichend angesehen, um alle Bleche während eieines Antriebs 20 um seine Drehachse gedreht, damit ner normalen Gebrauchsdauer fest zusammenzuhalten, jeder Bereich des wärmespeichernden Materials im Ro- Es kann jedoch auch ein größerer oder kleinerer Druck tor abwechselnd in den heißen und kalten Gasstrom 50 angewendet werden, um eine gewünschte Dichte der gelangt Packung herzustellen.

Das wärmespeichernde Material im Rotor besteht Zum Herstellen der Körbe ist eine Vorrichtung voraus mit Rippen, Sicken oder Wellen versehenen Blechen gesehen, die außer dem Stützrahmen einen bogenförmi-26, die zwischen sich Strömungswege für das heiße und ge.i Stößel enthält, der Druck auf die Bleche ausübt Der das kalte Gas freilassen. Normalerweise werden, wie in 55 Stößel ist in seiner Bogenlänge einstellbar, so daß er der Zeichnung gezeigt abwechselnd gewellte und flache nicht nur radial vor- und zurückbewegt werden kann, Bleche in Körben zusammengepackt, welche sich bei sondern dabei auch je nachdem, ob radial weiter innen der Montage des Rotors des Drehspeicherwärmetau- oder radial weiter außen gepackte Bleche zusammengeschers leicht handhaben lassen und den Blechen Halt drückt werden soL'in, in seiner Breite der Breite der geben. 60 jeweiligen Bleche bzw. dem jeweiligen Zwischenab-

Jeder Korb ist begrenzt durch ein Paar bogenförmig stand der Seitenwände des Korbs angepaßt werden

gekrümmter Spannplatten zwischen den inneren und kann.

iußeren Enden eines Paar radial angeordneter Seiten- Der Stützrahmen besteht aus einem Verbindungswände. Eine Anzahl Bleche aus wärmespeicherndem glied 38 und zwei Seitenwänden 36, welche unter einem Material wird in jeden Korb so gepackt daß die Strö- 65 Winkel von 30° dive .gieren und eine äußere Form für mungswege zwischen den Blechen in der Strömungs- einen fertigen Korb bilden, der mit anderen, in der Form richtung der Gas- und L /tströme liegen, welche durch übereinstimmenden Körben nach der Montage einen den Drehspeicherwärmetauscher geleitet werden. vollständigen Rotor entsprechend F i g. 2 ergibt Ob-

gleich im Ausführungsbeispiel der Winkel zwischen den Seitenwänden der Körbe 30° beträgt, versteht es sich, daß auch andere Winkel, Formen und Größen gewählt werden können.

Ein horizontales Verbindungsglied 38 zwischen den beiden Seitenwänden 36 des Stützrahmens bildet eine Basis für das radial innere Ende jedes Korbs. Die Körbe bestehen zunächst aus einem im wesentlichen U-förmigen Rahmen aus Blech, welcher in den Stützrahmen 36, 38 paßt Nach dem Einsetzen eines solchen Rahmens in den Stützrahmen 36, 38 wird als nächstes eine gekrümmte Spannplatte 28 am Boden des Korbs so eingesetzt, daß entsprechend F i g. 4 ihre konvexe Oberfläche nach oben weist Darauf werden dann eine Gruppe Bleche 26 aus wärmespeicherndem Material und darüber is eine weitere gekrümmte Spannplatte 28/4 gesetzt. Danach wird ein an einem Stützrahmen angebrachter Hydraulikzylinder 44 in Arbeitsstellung über die im Korbrahmen aufgeschichteten Bleche 26 gebracht. Der Hydraulikzylinder 44 wirkt auf einen Stößel 46 mit ver- schwenkbaren seitlichen Streben 50, welche gemäß F i g. 4 zur Veränderung der Breite des Stößels 46 mit ihrem Anlenkpunkt an der Kolbenstange 48 des Hydraulikzylinders 44 verstellbar sind. Der bogenförmige Stößel 46 wird von Hand so eingestellt daß er mit seitlichen Pratzen 52 und einer mittleren Pratze 54 auf der gekrümmten Spannplatte 2SA zur Anlage kommt so daß bei Anwendung eines bestimmten Drucks im Hydraulikzylinder 44 der Stößel 46 radial einwärts bewegt wird und dabei die Bleche 26 entsprechend der Krümmung der Spannplatten 28 und 2BA verformt Wenn die Bleche 26 durch den Druck des Stößels 46 in eine konzentrische Lage zusammengedrückt worden sind, wird die Spannplatte 28/t längs ihrer seitlichen Randkanten mit den Seitenwänden 30 des Korbs verschweißt Dadurch werden die Bieche 26 in einer dauerhaft und sicher vorgespannten Lage gehalten.

Im Anschluß an die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge wird das nächste Abteil des Korbs mit Blechen gefüllt deren Breite jeweils nur geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen den seitlichen Korbwänden. Wenn dann die Bleche 26 zusammengedrückt werden, breiten sie sich dabei auch kjs und nehmen den Platz zwischen den Seitenwänden 30 des Korbs ein. Daraufhin wird eine weitere Spannplatte 28S in der vorgesehenen Lage mit den Seitenwänden 30 des Korbs verschweißt welche auch wieder infolge ihrer gebogenen Form auf die benachbarten Bleche 26 eine Federkraft ausübt Danach können weitere Bieche entsprechend der vorgesehenen Konstruktion des Drehspei- cherwärmetauschers auf die gekrümmte Spannplatte 28S gesetzt und zu einer gebogenen Gestalt zusammengedrückt werden, bis durch schrittweise Verformung einzelner Gruppen von Blechen mit jeweils dazwischen angeordneten und mit den Seitenwänden des Korbs verschweißten Spannplatten der ganze Korbrahmen mit elastisch verformten Blechen 26 voll gepackt ist weiche durch die Spannplatten 28, 2SA, TAB, 2RC und 28D dauerhaft im vorgespannten Zustand gehalten werden.

Die Körbe eines Drehspeicherwärmetauschers sind während dessen Drehbewegung im Betrieb ständig einer Druckdifferenz ausgesetzt die normalerweise zwischen der Luft und dein Gas existiert, während diese durch ihre jeweiligen Strömungskanäle geleitet werden. Außerdem unterliegt jeder Korb der Resultierenden aus Schwerkraft und Fliehkraft Da sich die Richtungen dieser Kräfte mit der Lageänderung der einzelnen Körbe während der Drehbewegung ändern, treten an jedem Strukturelement des Rotors und an jeder Schweißverbindung 33, durch welche die verschiedenen Teile zusammengehalten werden, ständig sich ändernde Kräfte auf, welche die Tendenz haben, die Teile des Rotors zu verformen und die Schweißstellen zu brechen.

Um die Körbe zu stabilisieren und widerstandsfähig zu machen gegenüber den sie belastenden Kräften, werden an den Stirnseiten der Körbe diagonal angeordnete Streben 34 am seitlichen Ende einer bogenförmigen Spannplatte, während sich die Streben 34 jeweils diagonal über eine Gruppe von Blechen 26 in einem Abteil des Korbs zwischen zwei Spannplatten erstrecken.

Daneben ist zusätzlich eine Anzahl von Streben 35 vorgesehen, welche sich in Querrichtung zwischen den Seitenwänden 30 des Korbs und jeweils mit Bezug auf eine Spannplatte sehnenförmig erstrecken. Auch die Streben 35 sind bei den Enden der Spannpiatten an den Seitenwänden 30 angeschweißt und widersetzen sich somit durch Aufnahme von Zugspannungen einer seitlichen Ausdehnung der Spannplatten.

Indem die Streben 34,35 auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten der Körbe angebracht werden, positionieren und halten sie deren Seitenwände und Spannplatten und verhindern damit Verlagerungen und das Lokkern der unter Vorspannung gehaltenen Bleche 26.

Die &.?eben 34 sind auf beiden Stirnseiten der Körbe in entgegengesetzter diagonaler Richtung angeordnet, um auf diese Weise den Körben und damit dem Rotor eine größere Steifigkeit zu geben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Bei dem bekannten Drehspeicherwärmetauscher Patentansprüche: wird jeder Korb mit den darin enthaltenen Blechen zunächst in den Strömungsweg eines heißen Gases ge-

1. Drehspeicherwärmetauscher, dessen Rotor in bracht, um Wärme aufzunehmen. Die aufgeheizten BIean den axialen Enden offene, sektorförmige Körbe 5 ehe werden daraufhin in den Strömungsweg kühler Luft mit unter spitzem Winkel zueinander verlaufenden bewsgt, wo sie die aufgenommene Wärme an die Luft Seitenwänden unterteilt ist, in denen abwechselnd abgeben.

flache und mit Rippen, Sicken oder Rollen versehene Wenn hierzu der Rotor mit den in den Körbe,! enthal-

elastische Bleche zur Bildung des wärmespeichern- tenen Blechen um eine horizontale Achse rotiert, beden Materials in Radialrichtung zur Rotorachse auf- io wirkt jeder Teil der Drehbewegung eine gewisse Bewe-

geschichtete und zwischen zur Rotorachse konzen- gung der Bleche untereinander, wobei das Ausmaß die-

trisch gebogenen Spannplatten, die an den radial ser Bewegung davon abhängt, wie festgepackt die BIe-

inneren und äußeren Enden der Seitenwände ver- ehe sind. Da außerdem jeder ein Paket von Blechen

schweißt sind, unter entsprechender Krümmung tragender Korb nur durch seine radialen Seitenwände verspannt gehalten sind, dadurch gekenn- 15 getragen wird, neigt er dazu, sich zu senken, wenn er

zeichnet, daß die Bleche (26) durch dazwischen während längerer Zeit stark erhitzt wird. Da die Bleche

angeordnete und gleichfalls mit den Seitenwänden während des Betriebs im Falle einer solchen Bewegung

(30) verschweißte weitere, zur Rotorachse konzen- außerdem einer korrodierenden Atmosphäre ausge-

trisch gebogenen Spannplatten (28Λ 2BB, 2BC) in setzt sind, werden sie in verhältnismäßig kurzer Zeit mehreren£»rappen unterteilt sind. 20 korrodiert, errodiert und gehen häufig zu Bruch. Ande-

2. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1, rerseits ist diese Gefahr um so geringer, je dichter die dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Sei- Bleche gepackt und je stärker sie unter entsprechender tenkanten der dazwischen liegenden Spannplatten Krümmung zwischen den konzentrischen Spannplatten (2BA, 2BB, 2BC) zu deren bogenförmiger Krümmung verspannt gehalten sind.

sehnenförmig verlaufende Streben (35) mit den Sei- 25 Es hat sich nun gezeigt, daß eine entsprechende Paktenwänden (30) des Korbs verbunden sind. kung und Verspancung bei dem bekannten Drehspei-

3. Drehspeicherwärmetauscher nach Anspruch 1 cherwärmetauscher auf Schwierigkeiten stößt, weil die oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden wärmeabsorbierenden Bleche für die sektorförmigen der Seitenkanten benachbarter Spannplatten (28.4, Körbe nach Größe, Form, Krümmung und Material un- 2BB,2BC,2BD)zu den dazwischenliegenden Blechen 30 terschiedlich sein können und der Einspanndruck nicht (26) diagonal verlaufende Streben (34) mit den Sei- ausreicht, die schädlichen Bewegungen der Bleche untenwänden (30) des Kc'bs ver³ jnden sind. tereinander in ausreichendem Maße zu verhindern.

4. Drehspeicherwärmfrtauscher nach Anspruch 3, Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, dadurch gekennzeichnet, daß di an den beiden Sei- diesen Schwierigkeiten abzuhelfen und einen Drehspeitenkanten diagonal verlaufenden Streben (34), in 35 cherwärmetauscher der eingangs genannten Art dahin-Achsrichtung betrachtet, einander kreuzen. gehend zu verbessern, daß die Bleche derart geschichtet

5. Drehspeicherwärmetauscher nach einem der und verspannt gehalten werden, daß sie sicher und beAnsprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig festgehalten werden. Gleichzeitig soll verhin-Streben (34,35) zusammen mit den Spannplatten (28 dert werden, daß die Bleche über ihre Elastizitätsgrenze bis 2BD) an den Seitenwänden (30) des Korbs ange- 40 hinaus verformt werden.

*§ schweißt sind. Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß da-

gj

6. Vorrichtung zum Herstellen eines Drehspei- durch gelöst, daß die Bleche dazwischen angeordnete

j§ cherwärmetauschers nach einem der Ansprüche 2 und gleichfalls mit den Seitenwänden verschweißte wei-

bis 5, gekennzeichnet durch einen aufrecht stehen- tere, zur Rotorachse konzentrisch gebogene Spannplatte den, V-förmigen Stützrahmen (36,38) für die Seiten- 45 ten in mehrere Gruppen unterteilt sind.

If wände (30) eines Korbs und einen von oben in die Durch die Erfindung wird erreicht, daß jeder Korb in

|| Öffnung des Stützrahmens einfahrbaren Stößel (46), sich noch einmal in mehrere Abteile unterteilt wird, in

ψ welcher zur Anpassung seiner Größe an den mit der denen eine zu einer-Gruppe zusammengefaßte geringe-

II Höhe unterschiedlichen Zwischenabstand der Sei- re Anzahl von Blechen durch Eigenelastizität zwischen M tenwände (30) seitlich ausspreizbar ist. 50 den beiderseitigen Spannplatten sicher gehalten wird.

$ Die bei der Erfindung auftretenden und aufrechter-

;|ϊ haitenen Spannkräfte haben die Tendenz, unter dem

% zusätzlichen Einfluß des Gewichts des Rotors und des-

B sen Drehbewegung die tragenden Elemente zu verfor-

|i; Die Erfindung betrifft einen Drehspeicherwärmetau- 55 men und die Schweißverbindungen zu sprengen. Um die

|3 scher, dessen Rotor in an den axialen Enden offene. Steifigkeit und Stabilität der Körbe in dieser Hinsicht zu

$ sektorförmige Körbe mit unter spitzem Winkel zuein- verbessern, sieht ein erstes Merkmal zur vorteilhaften

ί ander verlaufenden Seitenwänden unterteilt ist, in de- Ausgestaltung der Erfindung vor, daß an den Enden der

j; nen abwechselnd flache und mit Rippen, Sicken oder Seitenkanten der dazwischen liegenden Spannplatten

j; Wellen versehene, elastische Bleche zur Bildung des 60 zu deren bogenförmiger Krümmung sehnenförmig ver-

φ wärmespeichernden Materials in Radialrichtung zur laufende Streben mit den Seitenwänden des Korbs ver-

Sv Rotorachse aufgeschichtet und zwischen zur Rotorach- bunden sind. Daneben oder zusätzlich können zu dem

i. se konzentrisch gebogenen Spannplatten, die an den gleichen Zweck auch noch an den Enden der Seitenkan-

radial inneren und äußeren Enden der Seitenwände ver- ten benachbarte Spannplatten zu den dazwischenlie-

schweißt sind, unter entsprechender Krümmung ver- 65 genden Blechen diagonal verlaufende Streben mit den

spannt gehalten sind. Seitenwänden des Korbs verbunden sein, wobei es von

Ein derartiger Wärmespeicher ist aus der US-PS besonderem Vorteil ist, wenn die an den beiden Seiten-

79 240 bekannt. kanten diagonal verlaufenden Streben in Achsrichtung