DE3204418A1

DE3204418A1 - Rotierender waermeaustauscher

Info

Publication number: DE3204418A1
Application number: DE19823204418
Authority: DE
Inventors: Stellan 55275 Jönköping Akkeson; Lennart 56146 Huskvarna Jansson; Harry 55258 Jönköping Waermö
Original assignee: Svenska Flaektfabriken 13134 Nacka AB; Svenska Flaktfabriken AB
Current assignee: FLAEKT 13134 NACKA SE AB
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1982-09-16
Also published as: GB2092732A; DE3204418C2; GB2092732B; SE456854B; DK52582A; DK153725B; AT371593B; FI69700C; NO820283L; US4473108A; SE8200696L; NO150932B; CH657447A5; JPH037876B2; FI69700B; DK153725C; FR2499703A1; ATA39082A; NO150932C; JPS57148193A

Description

HOFFMANN » EITLiE & PARTNER """ 3 2 0 4 A 1

PAT 15 N TAN WALTE

DR. ING. E, HOFFM ANN (1930-197(5) · Dl PL..I N G. W. EITLE . OR. RE R. NAT. K. H OFFMAN N · Dl PL.-1 NG. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSlE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEILASTRASSE 4 ■ D-eOOOMDNCHENBI . TELE FON (089) 911087 · TE LEX 05-29619 (PATHE)

AB Svenska Pläktfabriken, Nacka (Schweden)

Rotierender Wärmeaustauscher

Vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher der in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art,

Rotierende Wärmeaustauscher kommen oftmals bei Ventilationsanlagen zum Wiedergewinnen von Wärme und bzw. oder Feuchtigkeit aus der Abluft vor. Der aktive Wärmeaustauscherteil, der Rotor, ist mit axialen Kanälen ausgeführt, die ein Durchströmen der Luft gestatten. Zur Anpassung an unterschiedliche Luftmengen wird der Rotor mit verschiedenen Durchmessers zwischen 500 mm und 5000 mm hergestellt. Auch bei sehr hohen Ansprüchen an den Wirkungsgrad läßt sich der Rotor in Achsrichtung sehr kurz halten, gewöhnlich etwa 200 mm.

Der Rotor ist umgeben von und aufgehängt in einem kanalabschnittförmigen Gehäuse, welches Anschlüsse besitzt für die Frischluft und die Abluft vor und nach ihrem Hindurchströmen durch den Wärmeaustauscher. Um eine reine Mischung von Frischluft und Abluft im Gehäuse zu ver-

hindern, ist es erforderlich, daß der Rotor wirksame Dichtungen besitzt, teils über den Durchmesser zwischen den beiden angeschlossenen Kanälen und teils um die Rotorperipherie herum. Die Dichtungen sind auf beiden Seiten des Rotors vorzusehen. Durch die kurze Abmessung des Rotors in Achsrichtung wird der große Vorteil erreicht, daß der komplette Wärmeaustauscher mit einer sehr begrenzten Baulänge herstellbar ist.

Als Folge davon, daß der Wärmeaustauscher nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, verursachen die zueinander entgegengesetzt strömenden Frisch- und Abluftströme ein Drehmoment, welches den Rotor im Verhältnis zum Gehäuse und dessen Dichtungen schräg zu stellen sucht. Dieses Drehmoment wächst mit wachsendem Rotordurchmesser sehr schnell an. Gleichzeitig wachsen die Ansprüche an eine stabile Rotorlagerung aufgrund des geometrischen Faktors, d.h. das Verhältnis zwischen Rotordurchmesser und Wärmeaustauscherlänge. Die Dichtigkeit des Wärmeaustauschers gegen Leckage wird mit dem Grad an Schrägstellung des Rotors wesentlich verschlechtert.

Aus diesem Grund ist die Rotorlagerung im Gehäuse gegen Schrägstellungen zu sichern. Üblicherweise wird daher der Wärmeaustauscher mit einem vollgeschweißten Rahmenwerk ausgeführt, welches bis zu vier Balken hat, die im Mittelteil aufeinandertreffen. Weitere Verstärkungen des Rahmenwerkes werden mit Diagonalstreben erzielt. Die Gehäusedeckplatten werden am Rahmenwerk angeschweiß oder festgeschraubt. An diesem festen Rahmenwerk ist das zum drehbaren Aufhängen des Rotors dienende Rotorlager festgeschweißt oder mit Bolzen befestigt.

Durch diese Art der Rotoraufhängung haben sowohl Überwachung als auch Wartung und Reparatur vom Inneren des Kanalsystems aus zu geschehen. Abgesehen von gewissen einfachen Kontrollen der Rotorflächen sowie eventueller

Justierung der Dichtungen· sind die Wartungsarbeite.n schwierig und häufig nicht ungefährlich, da sie in engen, oft abfallenden Kanalabschnitten durchgeführt werden müssen. Dies gilt für Tätigkeiten wie Reinigen, Austauschen von Sektorteilen oder Lageraustausch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der in der Einleitung von Anspruch 1 genannten Gattung zu schaffen, bei welchem die oben geschilderten Nachteile vermieden sind, ohne daß die Gefahr des Schrägstellens des Rotors mit seiner Achse in seinem Gehäuse gegeben ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Rotor mit seinem Rotorlager an bzw. in einer im Gehäuse angeordneten Führung im wesentlichen senkrecht zur Kanalachse aus dem Gehäuse heraus- und in dieses hineinbewegbar ist. Dabei kann der Antriebsmotor mit dem Rotor gemeinsam bewegbar sein. Zu· diesem Zweck können das Rotorlager und der Antriebsmotor für den Rotor gemeinsam an einem an bzw. in der Führung bewegbaren*·Tragorgan sitzen. Dieses Tragorgan kann durch mindestens eine Traverse miteinander verbundene Stangen, Leisten oder Balken haben, die seitlich der beiden Stirnseiten des Rotors sich erstrecken und in bzw. an dort angeordneten Führungen bewegbar sind. Die Führungen können aus seitlich der beiden Stirnseiten des Rotors angeordneten Schienen bestehen, an bzw. in welchen die Stangen, Leisten bzw. Balken des Tragorgans leitend oder rollend gelagert sind.

In der Zeichnung sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers dargestellt, die im folgenden beschrieben werden:

Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht des Wärmeaustauschers mit an ihn angeschlossenen Kanälen für die Frisch- und die Abluft bei teilweise aus dem Austauschergehäuse herausgezogenem Rotor ;

Fig. 2 zeigt die Führungseinrichtung und das daran verschiebbare Tragorgan für "Rotor und Rotorantrieb in Seitenansicht; .

Fig. 3 zeigt das Tragorc-an in Schrägansicht in grosser er Darstellung; ·

Fig. 4 · ist ein Axialschnitt' durch den Mittelteil des Rotors-und seine Lagerung.

Fig. 5 zeigt ebenfalls in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 3 die Führungseinrichtung für das Trag-:- organ;

Fig. 6 veranschaulicht in schematischer Darstellung Führung -UDd herausgezogenes Tragorgan und zeigt, daß sich diese beiden Teile des Wärmeaustauschers zu einer ausserordentlich biegesteifen Lagereinheit ergänzen;

Fig. 7 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung Möglichkeiten zur weiteren Erhöhung der Biegesteifigkeit der in Fig. 6 gezeigten Einheit.

Aus Fig. 1 ergibt sich die Anordnung des Wärmeaustauschers in einem Paar von Kanälen 1,2 für die Frisch- und die Abluft. Mit an seinem Gehäuse 3 angeordneten Anschlußstutzen 4,5 ist der Wärmeaustauscher an die vorgenannten Kanäle 1,2 angeschlossen, welche beiderseits des Wärmeaustauschers Inspektionsfenster 6 aufweisen.

Fig. 1 zeigt den Rotor 7 dieses Wärmeaustauschers teilweise aus dem Gehäuse 3 herausgezogen. Zu diesem Zweck ist an den beiden Seitenwänden 8 des Austauschergohäuses 3 je eine Führungsschiene 9 angeordnet, in welchen

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verschiebbar ein Tragor.gan für den Rotor 7 gelagert ist. Dieses Tragorgan besteht aus 2 jeweils neben einer anderen der beiden Rotorstirnflächen befindlichen Leisten oder Balken 10, die an ihrem Ende durch eine Traverse miteinander verbunden sind. An den Leisten oder Balken ist das Lager für die drehbare Lagerung des Rotors befestigt. Mit dem Tragorgan 10,11 ist die in Fig. 1 vordere Seitenwand 12 des Gehäuses 3 des Wärmeaustauschers verbunden, an welche eine Brücke 13 angeschlossen ist, auf welcher der Antriebsmotor 21 für den Rotor 7 gelagert ist. In Fig. 1 ist die vordere Gehäuseseitenwand 12 mit ihrer Brücke 13 und dem Motor 21 in von dem durch die Leisten 10 und die Traverse 11 gebildeten Tragorgan abgesetzter Darstellung gezeigt, um die Einzelteile, des Wärmeaustauschers klar ersichtlich zu machen. Nicht gezeigt ist in dieser Fig. die Verbindung des Antriebsmotors 21 mit der Weile des Rotors 7.

"Fig. 2 zeigt die Anordnung der Lager 16 für die Welle des Rotors 7- an den beiden einander gegenüber liegenden Innenseiten der seitlichen Leisten oder Balken 10 des vorgenannten Tragorgans. Bei den in dieser Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zur bewegbaren und geführten Anordnung der seitlichen Leisten oder Balken 10 dienenden Führungsschienen 9 ebenfalls durch eine Tra- ' verse 2 5 verbunden sind, die der vorgenannten Traverse 11 gegenüberliegt. Die Führungen 9 bilden zusammen mit der Traverse 2 5 das Führungsorgan für den Rotor und dessen Antriebsvorrichtung, welches im Gehäuse 3 unbeweglich befestigt ist.

Bei dem in Fig. 3 in größerer Darstellung gezeigten Tragorgan bestehen die beiden sich seitlich des Rotors erstreckenden Leisten oder Balken 10 aus Ü-Profilen, die mit ihrer offenen Seite einander abgewandt sind. Die

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Traverse 11 wird ebenfalls von einem U-Profil gebildet, welches drehfest mit den ^beiden Leisten oder Balken 10 verbunden ist. Dies geschieht im dargestellten Beispielsfalle durch Verbindungsschienen 14.

An den einander zugewandten Innenseiten tragen die Leisten oder Balken 10 kreisrunde Scheiben 15, an welchen die Lager 16 für die drehbare Lagerung der Nabe 17 des. Rotors η befestigt sind.

In Fig. 5 ist das in Fig. 2 schematisch gezeigte Führungsorgan in größerer Darstellung gezeigt. Bei diesem Führungsorgan bestehen die beiden seitlichen Schienen 9 ebenfalls aus U-Profilen, welche in diesem Falle mit ihren offenen Seiten einander zugewandt sind, damit sie die Leisten bzw. Balken 10 des Tragorgans 10,11 zwischen sich aufnehmen können. Die diese Führungsschienen 9 vorbindende Traverse 2 5 ist ebenfalls aus einem U-Profil gebildet, welches mit seiner offenen Seite den Schienen 9 abgewandt ist. An den Rändern seiner offenen Seite besitzt dieses U-Profil 2 5 nach auswärts gerichtete Flansche 19, mit welchen das Führungsorgan 9,2 5 am Gehäuse 3 befestigt ist. Es ist aber auch möglich, die seitlichen Schienen unmittelbar am Gehäuse 3 des Wärmeaustauschers zu befestigen. Die Befestigung kann durch Schrauben aber auch durch Schweißen erfolgen.

Selbstverständlich sind die U-Profile der Balken bzw. Leisten 10 des Tragorgans und der Schienen 9 des Führungsorgans so bemessen, daß die Leisten bzw. Balken 10 in den Schienen 9 gleitend geführt sind, ohne daß dabei ein Kippen des Rotors um seine Drehachse sowie um eine senkrecht zu seiner Drehachse sich erstreckende Achse eintreten kann.

'Durch die ineinandergeschobene Anordnung von Tragorgan 10, 11 und Führungsorgan;9, 2 5 bilden diese beiden Organe einen geschlossenen Rahmen (siehe Fig. 2) mit großer Dreh- und Biegesteifigkeit gegen Drehmomente um die in Fig. 6 gezeigte Achse Y-Y. Um eine ebenso große Steifigkeit in Z-Richtung von Fig. 6 zu erzielen , werden die Balken bzw. Leisten oder Schienen dieser beiden Organe durch Wahl der Höhe h mit einem geeigneten Trägheitsmoment ausgebildet. Eine zusätzliche Erhöhung dieser Steifigkeit läßt sich durch Anbringung von Verstrebungen 20 erzielen, wie sie beispielsweise in Fig. 7 veranschaulicht sind. Die Z-Achse verläuft senkrecht zur X- und zur Y-Achse.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, daß der Rotor auf aus dem Gehäuse an einer Führung herausziehbaren Lagern sitzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzen zu diesem Zweck die Lager 16 an einem gabelförmigen Tragorgan 10, 11 in Form einer dreh- und biegesteifen Balkenkonstruktion, welche sich an beiden Seiten des Rotors 7 erstreckt. Dieses Tragorgan ist mit Paßsitz in einem Führungsorgan 9, 2 5 geführt, das ebenfalls gabelförmig in Form einer dreh- und biegesteifen Balkenkonstruktion ausgebildet ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Tragorgan, vorzugsweise an dessen Leisten oder Balken 10, Durchmesser- und/oder Peripheriedichtungen 18 direkt oder indirekt befestigt, und zwar so, daß sie zusammen mit dem Rotor 7 befestigt sind.

Fig. 2 bis 7 sind so zu verstehen, daß das Lager 16 bei eingeschobenem Tragorgan 10, 11 entsprechend dem Radius des Rotors 7 von der Traverse 25 entfernt ist, um ein Anliegen des Rotors an der Traverse auszuschließen.

Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung der Streben 20 stellt einen Sonderfall dar. Normalerweise sollen diese Streben vom mittleren Bereich der Schienen 9 ausgehen.

Claims

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HOI¹FAIANN ■· ΕΙΤΙ>Ε <& PARTNER

PATENTANWAtTH

DR. ING..E. HOFFMANN (1930-197«) . Dl PL.-ING. W. EITLE . DR.RER.NAT. K.HOFFMANN · DIPl.-ING. W. LEHN

DIPL-ING₁K-FOCHSIEVOR₁REr-NAT-B-HANSEN ARABEUASTRASSE 4 . D-8000 MÖNCHEN βΐ · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

AB Svenska Fläktfabriken, Nacka (Schweden)

Rotierender Wärmeaustauscher

Patentansprüche:

Wärmeaustauscher zur Wiedergewinnung von Wärme und bzw. oder Feuchtigkeit aus Luftströmen mit einem einen Kanalabschnitt für die Luftströmung bildenden Gehäuse, in welchem ein Rotor drehbar gelagert ist, der eine Anzahl yon im wesentlichen parallel zu seiner Drehachse sich erstreckende Luftdurchlässe enthält und durch einen Antrieb in Drehung versetzbar ist, dadurch g e k e η η ζ eic h η e t , daß der Rotor (7) mit seinem Rotorlager (16) an bzw. in einer im Gehäuse (3) angeordneten Führung (9) im wesentlichen senkrecht zur Kanalachse aus dem Gehäuse heraus- und in dieses hinein bewegbar ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η

zeichnet, daß der Antrieb (21) gemeinsam mit . dem Rotor (7) bewegbar ist..

.3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Rotorlager (16) und der Antrieb (21) gemeinsam an einem an bzw. in der Führung (9) bewegbaren Tragorgan (10,11) sitzen.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das in der Führung (9) verschiebbare Tragorgan durch mindestens eine Traverse (11) miteinander starr verbundene Stangen, Leisten bzw. Balken (10) besitzt die neben den beiden Stirnseiten des Rotors (7) angeordnet und an bzw. in neben den beiden Stirnseiten des Rotors befindlichen Führungen (9) bewegbar sind.

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Tragorgan (10,11) mindestens eine Seitenwand (12) des Gehäuses (3) trägt.

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch g e •kennzeichnet , daß die Führung (9) aus seitlich der beiden Stirnseiten des Rotors (7) angeordneten Schienen besteht,an bzw. in welchen die Stangen, Leisten bzw. Balken (10) des Tragorgans gleitend oder rollend gelagert sind.

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch g e kenn ζ e ichnet, daß die beiden Führungsschienen (9) an ihren Enden durch eine Traverse (25) starr miteinander verbunden sind und mit dieser ein Führungsorgan bilden, welches zusammen mit dem Tragorgan (10,11) eine dreh- und biegesteife rahmenförmige Lagereinheit (Fig. 6) bildet.

8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden seitlichen

Führungsschienen (9) starr am Gehäuse (3) befestigt sind und zusammen mit den an ihnen geführten Stangen, Balken oder Leisten (10) und der diese verbindenden Traverse (11) eine dreh- und biegesteife Einheit bilden.

9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3,gekennzeichnet durch vorzugsweise am Tragorgan (10,11) direkt oder indirekt befestigte Durchmesser- und/oder Peripheriedichtungen (18), die zusammen mit dem Rotor (7) bewegbar angeordnet sind.