DE2905418B2

DE2905418B2 - Rotor für Feuchtigkeits und/oder Wärmeaustauscher sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2905418B2
Application number: DE2905418A
Authority: DE
Inventors: Sven Spånga Lindahl
Original assignee: Carl Munters AB
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1978-02-16
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1981-07-30
Also published as: SE7801820L; FR2417740A1; GB2014715B; NO142684B; JPS54115462A; DE2905418A1; NO790511L; GB2014715A; US4228847A; SE423143B

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher mit einer Feuchtigkeit und/oder Wärme austauschenden Masse aus abwechselnd ebenen und gefalteten, derart zueinander angeordneten Schichten, daß die Falten eine große Anzahl feiner zueinander und zu der Rotorachse zwischen zwei Endoberflächen des Rotors im wesentlichen parallel verlaufender Kanäle bilden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Rotors.

Rotoren der eingangs geschilderten Art werden üblicherweise dadurch hergestellt, daß man ebene und gefaltete Schichten zusammenführt und miteinander fest verbindet, für gewöhnlich durch Verleimung, und danach das aus einer ebenen und einer gefalteten Schicht bestehende Gebilde zu einem im wesentlichen zylindrischen Rotor oder ähnlichen Körper wickelt,

lu dessen Wicklungen ebenso in der beschriebenen Weise miteinander verbunden werden. Der Werkstoff für die Rotorschichten ist für gewöhnlich Metall, wie Aluminium, oder Kunststoff. Um ein niedriges Gewicht des fertigen Rotors, geringe Herstellungskosten und weis sentlich verbesserte Übertragungseigenschaften zu erhalten, ist man bestrebt, möglichst dünnen Werkstoff, wie Folien, bei der Herstellung zu verwenden. Wenn die Schichten beispielsweise aus Aluminium bestehen, wird oft eine Stärke von weniger als 100 μπι verwendet

Die Benutzung dünnen Werkstoffs bei der Rotorhersteliung schafft jedoch gewisse Schwierigkeiten. Während des Aufwicklungsverlaufs und bevor sich die Schichten in dem fertigen Rotorgebilde verfestigt haben, entstehen Schwierigkeiten in der Handhabung

?^r> der dünnen Folien, damit diese nicht beschädigt werden. Da die Schichten bei der Aufwicklung leicht aufeinander gleiten, wodurch Schwierigkeiten für die Erzielung ebener, die Stirnseiten des Rotors bildenden Endoberflächen entstehen, müssen die Schichten während der Aufwicklung geführt werden, wobei die Kanten der dünnen Schichtenfolien leicht Schaden nehmen. Auch bei dem fertigen Rotor sind die Endoberflächen empfindlich für Druck, und insbesondere Punktbelastungen können die freigelegten Folienkanten beschädigen.

is Es ist auch nicht immer möglich, durch maschinelle Bearbeitung ebene Endoberflächen zu erhalten. Dies gilt für gewisse Metalle, insbesondere Aluminium, aber auch für gewisse Werkstoffe aus Kunststoff. Eine fehlerhafte Führung während der Aufwicklung, durch die das Rotorgebilde unebene Endoberflächen erhalten hat, läßt sich in dem fertigen Gebilde nicht berichtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgab« zugrunde, einen Rotor, der ebene Endoberflächen mit größerer Widerstandskraft gegen Beschädigung dieser Oberflächen als bisher bekannte Rotoren dieser Art aufweist sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Rotors zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Rotor der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß die gefalteten Schichten, in der axialen Richtung des Rotors gesehen, an wenigstens der einen Endoberfläche über die ebenen Schichten hinausragen und mit einer verstärkten Kantenpartie versehen sind.

Diese verstärkte Kantenpartie ist zweckmäßig durch Umschlagen oder Umlegen der gefalteten Schicht gebildet, und zwar vorzugsweise vor deren Faltung. Zur Sicherstellung bestmöglichen Kontakts zwischen den in der Regel durch Verleimung miteinander verbundenen ebenen und gefalteten Schichten ist die Breite der ebenen Schichten höchstens ebenso groß wie oder kleiner als die Breite der gefalteten Schichten abzüglich der Gesamtbreite der Kantenverstärkungen.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung des Rotors, bei dem in an sich bekannter Weise ebene und gefaltete Schichten abwechselnd zu einem zylindrischen Gebilde aufgewickelt werden, wobei während des Wickelvorgangs die Faltungen zu im wesentlichen parallelem Verlauf zueinander und zu

der Wicklungsachse gebracht werden, um zwischen den Endoberflächen des Rotors durchlaufende feine Kanäle zu bilden, wobei gemäß der Erfindung dieses Verfahren durch die Maßnahme ergänzt ist, daß die gefalteten Schichten vor der Aufwicklung mit einer Kantenver- ■; Stärkung versehen werden, und zwar vorzugsweise durch Umschlagen oder Umlegen der einen oder beider Seitenkanten dieser Schichten. Hierbei wird am besten eine gefaltete Schicht benutzt, deren Breite um wenigstens die Breite der gesamten Kantenverstärkung to die Breite der ebenen Schicht übertrifft

Die in ihrem grundsätzlichen Aufbau bekannte Vorrichtung zur Herstellung von Rotoren für Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher der oben umrissenen Bauart ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit Organen zu fortlaufendem Umschlagen oder Umlegen wenigstens der einen Kante der gefalteten Schicht vor oder nach dem Falten ausgerüstet _>o

Die Erfindung und die mit ihr erzielbaren Vorteile sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung und die darauf als vorgezogenes Beispiel dargestellte Ausführungsform näher beschrieben werden, Es zeigt

F i g. 1 schaubildlich einen Rotor nach der Erfindung, ?\ und

F i g. 2 ebenfalls schaubildlich und in größerem Maßstab einen Teil einer Endoberfläche des Rotors nach der F ig. 1.

Der auf der Zeichnung in der F i g. 1 gezeigte Rotor w 10 hat die Form eines zylindrischen Körpers mit einer Nabe 12, durch den eine den Rotor in einem Gestell tragende Welle hindurchgehen kann. Zwischen der Nabe 12 und dem Außenumfang des Rotors 10 ist dieser mit einer Feuchtigkeit bzw. Wärme austauschenden a Masse gefüllt. Diese Masse ist aus dünnen Schichten wie aus Metall, beispielsweise Aluminium oder einem ähnlichen Stoff, Kunststoff oder auch anderem Werkstoff mit für die vorgesehene Verwendung geeigneten Eigenschaften zusammengesetzt. Wenn der Rotor der Übertragung von Feuchtigkeit dienen soll, sind die Schichten mit einem hygroskopischen Stoff, wie Lithiumchlorid, Aluminiumhydroxyd oder anderem festen Sorptionsmittel, getränkt oder belegt.

Die Wärme oder/und Feuchtigkeit austauschende Masse besteht, wie näher aus der Einzeldarstellung in der Fig.2 hervorgeht, aus ebenen Bahnen 16 und gefalteten oder genauer gesagt gewellten Bahnen 18, die abwechselnd spiralförmig zu dem zylindrischen Rotorkörper gewickelt sind. Die Falten oder Wellungen verlaufen bei der Aufwicklung axial und bilden dabei eine große Anzahl durchgehender feiner Kanäle. Der Abstand zwischen den Wicklungen der ebenen Bahn ist vorzugsweise kleiner als 5 mm, beispielsweise 1 bis 3 mm, was also die Wellenhöhe in den Wellunpen oder Falten bei den dazwischen liegenden gefalteten Schichten darstellt. Die Herstellung des Rotors erfolgt beispielsweise dadurch, daß zunächst eine ebene und eine gefaltete Schicht zusammengeführt und beispielsweise <;lurch Verleirflung miteinander verbunden werden und dftß danach die in dieser Weise zusammengesetzte SchiclU zu dem zylindrischen Rotorkörper aufgerollt wird, wonach die Schichtwickhingen gleichfalls, beispielsweise durch ^erleimung, miteinander verbunden werden. Für eine n^h^re Beschreibung der Herstellung des Rotors wird auf diu DE-AS 27 22 102 verwiesen.

Damit der fertig Rotor 10 niedriges Gewicht erhält, sich mit geringem Koi«tenaufv.and herstellen läßt und so kleinen Druckabfall wie möglich in dem durch ihn hindurchgehenden Mittel verursacht, ist es wünschenswert, eine möglichst dünne Folie für die Fertigung der Schichten 16, 18 verwenden zu können. Bei Schichten aus Aluminium benutzt man demgemäß sehr dünne Schichten, wie von einer Stärke unter 100 μ, wie zwiscnen 35 und 50 μ, oder sogar noch weniger. Derart dünne Schichten oder Bahnen sind jedoch während der Fertigung des Rotorkörpers nicht leicht zu handhaben, und es bereitet oft erhebliche Schwierigkeiten, die Schichtenbahnen während der Aufwicklung zu führen, was andererseits erwünscht ist, weil die Schichten sonst aufeinander gleiten, so daß die Endoberflächen des fertigen Rotors 10 uneben werden. Bei einer etwaigen Führung der dünnen Folien werden deren Kanten aber sehr leicht beschädigt Desgleichen ist der fertige Rotor druckempfindlich bei Transport, Lagerung und Einbau, da die Kanten der dünnen Folien insbesondere bei Punktbelastung leicht nachgeben. Gemäß der Erfindung werden daher die gefalteten oder gewellten Schichten 18 des Rotors derart geformt daß sie über die Endkanten der ebenen Schichten 16 hinausragen, und sie erhalten außerdem eine Kantenverstärkung 20, die die gefalteten oder gewellten Schichten 18 verfestigt und ihre Kanten weniger empfindlich für von außen kommende Beanspruchungen macht. Vorzugsweise werden die Kantenverstärkungen 20, wie in der F i g. 2 veranschaulicht, dadurch gebildet, daß eine Partie der Kante der gefalteten oder gewellten Schicht 18 umgeschlagen oder umgelegt wird. Dieses Umschlagen der Kantenpartie wird vorzugsweise vor der Faltung oder Wellung und der Zusammenführung mit der ebenen Schicht 16 vorgenommen. Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung erhält die ebene Schicht 16 eine solche Breite gegenüber der gefalteten Schicht 18, daß die Kante 22 der ebenen Schicht 16 innerhalb der Innenkante 24 der Kantenverstärkung 20 liegt.

Durch diese Ausgestaltung gemäß der Erfindung gewinnt man eine Reihe von Vorteilen für die Herstellung und Handhabung des Rotors. Dank der Kantenverstärkung 20 läßt sich die gefaltete oder gewellte Schicht 18 während der Aufwicklung zu dem Rotor mit Hilfe vcn Führungsgliedern, die an der Kante der Folie angreifen können, führen, weil diese Kante durch die Verstärkung 20 eine erheblich größere Steife und Festigkeit erhalten hat. Da die beiden Kanten der gefalteten oder gewellten Schicht 18 verstärkt sind und die Breite der ebenen Schicht 16 höchstens ebenso groß wie oder kleiner ist als die der Schicht 18, vermindert um die Breite der Kantenverstärkungen 20, erhält man auch eine gute Führung der ebenen Schicht 16, da diese Schicht in natürlicher Weise in die Vertiefung oder Tasche zwischen den Innenkanten 24 der Kantenverstärkungen hinabgeführt und darin gehalten wird, und dabei liegt sie im wesentlichen über ihre ganze Breite an den Kämmen der gefalteten oder gewellten Schicht an. Da die Kantenverstärkung 20 durch Umschlagen erhalten wird, ist man auch unabhängig von Unregelmäßigkeiten in der Breite des Ausgangsmaterials, wie der Folienbahn, da das Umschlagen dazu dienen kann, den Schichten 18 und damit dem ganzen Rotor die gewünschte Breite mit sehr geringen Abweichungen oder Toleranzen zu geben. Durch das Herausragen der vers;ärkten, gefalteten Schicht 18 über die ebene Schicht 16 in dem fertigen Rotorgebilde 10 erhält man auch eine erheblich gesteigerte Unempfindlichkeit gegen von außen herrührende Beanspruchungen, wie

Druck auf die Endoberflächen, wodurch Beschädigungen dieser Oberflächen bei Transport, Lagerung, Einbau und Betrieb des Rotors vorgebeugt wird. Die ebene Schicht 16, die vom Gesichtspunkt der Gefahr einer Beschädigung die empfindlichere der beiden Schichten ist, liegt eingezogen innerhalb einer von der Außenpartie der gefalteten oder gewellten Folie gebildeten Schutzzone. Die gefaltete oder gewellte Folie besitzt wegen ihrer gekrümmten Flächen schon an sich eine größere Widerstandskraft gegen Beschädigung durch äußere Gewalt, und die Schutzwirkung des Umschlagens der Kanten der gefalteten oder gewellten Folie ist viel kräftiger als die eines entsprechenden Umschlagens der Kantenpartien der ebenen Folie.

Die Begrenzung des Kantenumschlags auf die außerhalb der Breitenerstreckung der ebenen Folie gelegenen Partien hat die willkommene Wirkung, daß der Kontaktbereich zwischen der ebenen Folie und der gefalteten oder gewellten Folie über die ganze Tiefe des Rotors eine gleichmäßige Dicke erhält, nämlich die Summe der beiden Folienstärken. Würde die umgeschlagene Kante tiefer hineinreichen, erhielte man in der Kontaktpartie am äußersten Rand und etwas weiter innen dreifache Folienstärke, und dies könnte zu Verformungen des Rotors und einer Beeinträchtigung seiner Festigkeit führen und gleichzeitig den Druckabfall im Rotor für mindestens eines der austauschenden Mittel vergrößern. Die verstärkte Kante der Schicht 18 trägt ebenso wie die gemäß den vorstehenden Erläuterungen erhältliche Genauigkeit in den Breitenabmessungen dazu bei, daß der Rotor schonsamer gegenüber den Dichtungen ist, die in der Regel an den Endflächen des Rotors im Betriebszustand anliegen und die zur Aufteilung des Rotors in Sektoren in an sich bekannter Weise dienen. Die verstärkte, wie umgeschlagene Kante 20 gibt dem Rotor als ganzem eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit, was wiederum zuläßt, zu seiner Fertigung dünneres Folienmaterial als bisher zu benutzen. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, daß die Dicke der umgeschlagenen Kante 20 gegenüber den Abmessungen der feinen Kanäle weiterhin so unbedeutend ist, daß die Übertragungseigenschaften und/oder die Strömungsleitfähigkeit des Rotors überhaupt nicht oder in nur unbedeutendem Ausmaß beeinträchtigt werden.

Es ist selbstverständlich, daß die gezeigte und beschriebene Ausführungsform nur ein Beispiel für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens darstellt und, falls wünschenswert, eine andere Ausgestaltung erfahren kann. So läßt sich die Kantenverstärkung 20 auch auf andere Weise als durch Umschlagen oder Umlegen zustande bringen, beispielsweise durch Aufleimen eines gesonderten Kantenverstärkungsstreifens, Aufbringen eines Verstärkungsmaterials durch Eintauchen, Umbördelung oder Stauchen der Kante oder andere ähnliche Maßnahmen, ohne daß hierdurch der durch die mitfolgenden Ansprüche gezogene Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotor für Feuchtigkeit- und/oder Wärmeaustauscher mit einer Feuchtigkeit und/oder Wärme austauschenden Masse aus abwechselnd ebenen und gefalteten, derart zueinander angeordneten Schichten, daß die Falten eine große Anzahl feiner, zueinander und zu der Rotorachse zwischen zwei Endoberflächen des Rotors im wesentlichen parallel verlaufender Kanäle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten Schichten (18), in der axialen Richtung des Rotors (10) gesehen, an wenigstens der einen Endoberfläche über die ebenen Schichten (16) hinausragen und mit einer verstärkten Kantenpartie (20) versehen sind.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Kantenpartie (20) durch Umschlagen oder Umlegen der gefalteten Schicht (18) vor deren Faltung gebildet ist

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ebenen Schichten (16) ebenso groß wie oder kleiner ist als die Breite der gefalteten Schichten (18) abzüglich der Gesamtbreite der Kantenverstärkungen (20).

4. Verfahren zur Herstellung eines Rotors nach den Ansprüchen 1 —3, bei dem ebene und gefaltete Schichten abwechselnd zu einem zylindrischen Gebilde aufgewickelt werden, wobei während des Wicklungsvorgangs die Faltungen zu im wesentlichen parallelem Verlauf zueinander und zu der Wicklungsachse gebracht werden, um zwischen den Endoberflächen des Rotors durchlaufende feine Kanäle zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die gefalteten Schichten (18) vor der Aufwicklung mit einer Kantenverstärkung (20) versehen werden, vorzugsweise durch Umschlagen oder Umlegen einer Partie der einen oder beider Seitenkanten der Schichten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine gefaltete Schicht (18) benutzt wird, deren Breite um wenigstens die Breite der gesamten Kantenverstärkung (20) die Breite der ebenen Schicht (16) übertrifft.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, mit Einrichtungen zum Zusammenführen und festen Verbinden von abwechselnd ebenen und gefalteten Schichten mit den Faltungen der letztgenannten in im wesentlichen parallelen Verlauf zueinander und zum Aufwickeln der auf diese Weise zusammengeführten Schichten zu einem im wesentlichen zylindrischen Rotor oder ähnlichen Körper mit zu der Wickelachse parallel verlaufenden Faltungen, gekennzeichnet durch Organe zu fortlaufendem Umschlagen oder Umlegen wenigstens der einen Kante der gefalteten Schicht vor oder nach dem Falten.