DE3204418C2

DE3204418C2 -

Info

Publication number: DE3204418C2
Application number: DE3204418A
Authority: DE
Inventors: Lennart Huskvarna Se Jansson; Harry Waermoe; Stellan Joenkoeping Se Akkeson
Original assignee: FLAEKT NACKA SE AB
Current assignee: FLAEKT AB, 13134 NACKA, SE
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1990-10-31
Also published as: JPS57148193A; AT371593B; CH657447A5; JPH037876B2; NO820283L; FI69700C; DK153725B; SE8200696L; FR2499703B1; SE456854B; NO150932C; US4473108A; ATA39082A; FR2499703A1; NO150932B; GB2092732B; DK52582A; FI820370L; DK153725C; DE3204418A1

Description

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

Ein solcher Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE-OS 25 12 817 bekannt. Solche Wärmetauscher kommen oftmals bei Ventila tionsanlagen zum Wiedergewinnen von Wärme und bzw. oder Feuchtigkeit aus der Abluft vor. Der aktive Wärmeaustau scherteil, der Rotor, ist mit axialen Kanälen ausgeführt, die ein Durchströmen der Luft gestatten. Zur Anpassung an unterschiedliche Luftmengen wird der Rotor mit ver schiedenen Durchmessern zwischen 500 mm und 5000 mm her gestellt. Auch bei sehr hohen Ansprüchen an den Wir kungsgrad läßt sich der Rotor in Achsrichtung sehr kurz halten, gewöhnlich etwa 200 mm.

Der Rotor ist umgeben von und gelagert in einem kanal abschnittförmigen Gehäuse, welches Anschlüsse besitzt für die Frischluft und die Abluft vor und nach ihrem Hindurchströmen durch den Wärmeaustauscher. Um eine rei ne Mischung von Frischluft und Abluft im Gehäuse zu ver hindern, ist es erforderlich, daß der Motor 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 eine kurze Abmessung des Rotors in Achsrichtung wird der große Vorteil er reicht, daß der komplette Wärmeaustauscher mit einer sehr begrenzten Baulänge herstellbar ist.

Als Folge davon, daß der Wärmeaustauscher nach dem Ge genstromprinzip 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 Fak tors, d. h. das Verhältnis zwischen Rotordurchmesser und Wärmeaustauscherlänge. Die Dichtigkeit des Wärmeaustau schers 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 Mittel teil aufeinandertreffen. Weitere Verstärkungen des Rahmen werkes werden mit Diagonalstreben erzielt. Die Gehäuse deckplatten werden am Rahmenwerk angeschweißt oder festge schraubt. An diesem festen Rahmenwerk ist das zum dreh baren Aufhängen des Rotors dienende Rotorlager festge schweißt oder mit Bolzen befestigt.

Durch diese Art der Rotoraufhängung haben sowohl Über wachung 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 Wartungsarbeiten schwierig und häufig nicht ungefährlich, da sie in engen, oft abfallenden Kanalabschnitten durchgeführt werden müs sen. 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 dem die Wartungsarbeiten leichter durchführbar sind, ohne daß die Ge fahr des Schrägstellens des Rotors mit seiner Achse in seinem Gehäuse gegeben ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Rotor mit seinem Rotorlager an oder 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 Antriebs motor für den Rotor gemeinsam an einem an oder in der Führung bewegbaren Tragorgan sitzen. Dieses Tragorgan kann mindestens eine Traverse aufweisen, die starr mit Stangen, Leisten oder Balken verbunden ist, die seitlich der beiden Stirnseiten des Rotors sich erstrecken und in oder an dort angeordneten Führungen bewegbar sind. Die Führungen können aus seitlich der beiden Stirnsei ten des Rotors angeordneten Schienen bestehen, an oder in welchen die Stangen, Leisten oder Balken des Trag organs leitend oder rollend gelagert sind.

In der Zeichnung sind besonders vorteilhafte Ausführungs formen des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers darge stellt, 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 Austauscher gehäuse herausgezogenem Rotor;

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

Fig. 3 zeigt das Tragorgan in Schrägansicht in größ erer 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 und herausgezogenes Tragorgan und zeigt, daß sich diese beiden Teile des Wärmeaustauschers zu einer auß erordentlich biegesteifen Lagereinheit ergänzen;

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

Aus Fig. 1 ergibt sich die Anordnung des Wärmeaustau schers 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 beider seits des Wärmeaustauschers Inspektionsfenster 6 auf weisen.

Fig. 1 zeigt den Rotor 7 dieses Wärmeaustauschers teil weise aus dem Gehäuse 3 herausgezogen. Zu diesem Zweck ist an den beiden Seitenwänden 8 des Gehäuses 3 je eine Führungsschiene 9 angeordnet, in welchen längs verschiebbar ein Tragorgan für den Rotor 7 gelagert ist. Dieses Tragorgan besteht aus zwei jeweils neben den beiden Rotorstirnflächen befindlichen Leisten oder Balken 10, die an ihrem Ende durch eine Traverse 11 miteinander verbunden sind. An den Leisten oder Balken ist das Lager für die drehbare Lagerung des Rotors be festigt. Mit dem Tragorgan 10, 11 ist die in Fig. 1 vordere Seitenwand 12 des Gehäuses 3 des Wärmeaustau schers 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 Gehäuseseiten wand 12 mit ihrer Brücke 13 und dem Motor 21 in von dem durch die Leisten 10 und die Traverse 11 gebildeten Trag organ in herausgezogener Stellung gezeigt, um die Einzeltei le des Wärmeaustauschers klar ersichtlich zu machen. Nicht gezeigt ist in dieser Figur die Verbindung des An triebsmotors 21 mit der Welle des Rotors 7.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Lager 16 für die Welle des Rotors 7. An den beiden einander gegenüberliegenden Innenseiten der seitlichen Leisten oder Balken 10 des vorgenannten Tragorgans. Bei dem in dieser Figur gezeig ten Ausführungsbeispiel sind die zur bewegbaren und ge führten Anordnung der seitlichen Leisten oder Balken 10 dienenden Führungsschienen 9 ebenfalls durch eine Tra verse 25 verbunden, die der vorgenannten Traverse 11 gegenüberliegt. Die Führungen 9 bilden zusammen mit der Traverse 25 das Führungsorgan für den Rotor und des sen Antriebsvorrichtung, welches im Gehäuse 3 unbeweg lich befestigt ist.

Bei dem in Fig. 3 in größerer Darstellung gezeigten Trag organ bestehen die beiden sich seitlich des Rotors er streckenden Leisten oder Balken 10 aus U-Profilen, die mit ihrer offenen Seite einander abgewandt sind. Die Traverse 11 wird ebenfalls von einem U-Profil gebildet, welches drehfest mit den beiden Leisten oder Balken 10 verbunden ist. Dies geschieht im dargestellten Beispiels falle durch Verbindungsschienen 14.

An den einander zugewandten Innenseiten tragen die Leisten oder Balken 10 kreisrunde Scheiben 15, an wel chen die Lager 16 für die drehbare Lagerung der Nabe 17 des Rotors 7 befestigt sind.

In Fig. 5 ist das in Fig. 2 schematisch gezeigte Füh rungsorgan in größerer Darstellung gezeigt. Bei diesem Führungsorgan 9, 25 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 oder Balken 10 des Tragorgans 10, 11 zwischen sich aufnehmen können. Die diese Führungsschienen 9 ver bindende Traverse 25 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 nach auswärts gerichtete Flansche 19, mit welchen das Führungsorgan 9, 25 am Ge häuse 3 befestigt ist. Es ist aber auch möglich, die seitlichen Schienen unmittelbar am Gehäuse 3 des Wärme austauschers zu befestigen. Die Befestigung kann durch Schrauben aber auch durch Schweißen erfolgen.

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

Durch die ineinandergeschobene Anordnung von Tragorgan 10, 11 und Führungsorgan 9, 25 bilden diese beiden Organe einen geschlossenen Rahmen (siehe Fig. 2) mit großer Dreh- und Biegesteifigkeit gegen Drehmomente um die in Fig. 6 gezeichte 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 aus gebildet. 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 La gern sitzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzen zu diesem Zweck die Lager 16 an einem gabelförmi gen Tragorgan 10, 11 in Form einer dreh- und biegestei fen Balkenkonstruktion, welche sich an beiden Seiten des Rotors 7 erstreckt. Dieses Tragorgan ist mit Paßsitz in einem Führungsorgan 9, 25 geführt, das ebenfalls gabel förmig in Form einer dreh- und biegesteifen Balkenkon struktion ausgebildet ist. Bei dem in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiel sind am Tragorgan, vor zugsweise an dessen Leisten oder Balken 10, Durchmesser- und/oder Peripheriedichtungen 18 direkt oder indirekt be festigt, und zwar so, daß sie zusammen mit dem Rotor 7 bewegbar sind.

Das Lager 16 ist so anzuordnen, daß bei eingeschobenem Tragorgan 10, 11 der Rotor 7 so weit von der Traverse 25 entfernt ist, daß er an der Traverse nicht schleift.

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

1. Wärmeaustauscher zur Wiedergewinnung von Wärme und/ oder Feuchtigkeit aus Luftströmen mit einem ei nen Kanalabschnitt für die Luftströmung bildenden Gehäuse, in welchem ein Rotor drehbar gelagert ist, der eine Anzahl von im wesentlichen parallel zu sei ner Drehachse sich erstreckende Luftdurchlässe ent hält und durch einen Antrieb in Drehung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) mit seinem Rotorlager (16) an oder in einer im Gehäuse (3) angeordneten Führung (9) im wesentli chen senkrecht zur Kanalachse aus dem Gehäuse heraus- und in dieses hineinbewegbar ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn 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 oder in der Führung (9) bewegbaren Tragorgan (10, 11) sitzen.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das in der Führung (9) verschiebbare Tragorgan mindestens eine Traverse (11) aufweist, die starr mit Stangen, Leisten oder Balken (10) verbunden ist, die neben den beiden Stirnseiten des Rotors (7) angeordnet und an oder in neben den bei den Stirnseiten des Rotors befindlichen Führungen (9) bewegbar sind.

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

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führung (9) aus seitlich der beiden Stirnseiten des Rotors (7) ange ordneten Schienen besteht, an oder in welchen die Stan gen, Leisten oder Balken (10) des Tragorgans gleitend oder rollend gelagert sind.

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Führungsschie nen (9) an ihren Enden durch eine Traverse (25) starr miteinander verbunden sind und mit dieser ein Führungs organ bilden, welches zusammen mit dem Tragorgan (10, 11) eine dreh- und biegesteife rahmenförmige Lagereinheit bildet.

8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, 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 bil den.

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