DE3308445C2 - Hohlzylindrischer Rotor für einen regenerativen Wärmetauscher - Google Patents

Abstract

Hohlzylindrischer Rotor für einen regenerativen Wärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung. Der Mantel des Rotors besteht aus einer oder mehreren Lagen eines geprägten Aluminiumbandes. Das Band ist in Radialrichtung hochkant orientiert und spiralförmig gewickelt. Durch den Prägevorgang wird das Band an seiner radialen Innenkante gerafft; es kann weiterhin mit einer stufenförmigen Wellenstruktur versehen sein. Durch Wickeln des Bandes auf einen Kern entsteht ein Rotor, dessen Mantel für den radialen Durchtritt von Wärme abgebenden bzw. aufnehmenden Medienströmen geeignet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hohlzylindrischen Rotor für einen regenerativen Wärmetauscher mit einem Mantel aus mehreren Lagen eines in Rad'alrichtung hochkant orientierten, wendelförmig gewickelten Bandes, mit in das Band eingeformten Profilierungen, die zwischen den einzelnen Lagen des Bandes den radialen Durchtritt eines Medienstromes gestatten und mit radial verlaufenden Einsenkungen, die das Band im Bereich seiner Innenkante raffen.

Derartige Wärmetauscher bewirken einen Wärmetransport zwischen zwei Medienströmen, die den Rotor in voneinander getrennten Bereichen durchsetzen. Dazu ist das Innere des Rotors in geeigneter Weise unterteilt um eine Durchmischung der Medienströme zu vermeiden. Der zweimalige Durchgang der Medienströme durch den Rotor bewirkt einen besonders effektiven Wärmeaustausch, und durch die gegenläufige Bewegung der Medienströme wird eine stetige Erwärmung erzielt Ein in dieser Form aufgebauter Wärmetauscher arbeitet also besonders effektiv; er kann insbesondere zur Wärmerückgewinung aus der Abluft von Wohnoder Arbeitsräumen Verwendung finden.

Ein Rotor, der die im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezählten Merkmale aufweist ist aus der US-PS 33 73 798 bekannt Jedoch ist die Herstellung dieses Rotors sehr aufwendig, da einerseits die Profilierungen und Einsenkungen exakt bestimmte Positionen einnehmen müssen und demzufolge mit großer Genauigkeit herzustellen sind und andererseits auch die Montage wegen der erforderlichen Position mit großer Exaktheit ausgeführt werden muß, wobei evtl. sogar ein Nacharbeiten erforderlich ist Zudem sind beim Durchströmen des Rotors Querströme nicht immer g?nz zu vermeiden was sich ungünstig insbesondere auf den strömungstechnischen Wirkungsgrad auswirken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher zu schaffen, der bei gutem strömungstechnischen und wärmetechnischen Wirkungsgrad einfach und mit geringern Aufwand kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Band auf einem für den Medienstrom durchlässigen Kern aufgewickelt ist, an dem es mit seinen Enden befestigt ist daß sich die Einsenkungen nur über einen Teil der Bandhöhe erstrecken und daß die Profilierungen der einzelnen Lagen des Bandes Anlagebereiche bilden, die dichtend aneinander anliegen, so daß eine Strömung in Umfangsrichtung verhindert wird.

Beim Erfindungsgegenstand besteht somit der Mantel des Rotors aus einer oder mehreren Lagen eines in Radialrichtung hochkant orientierten, wendelförmig gewickelten Bandes. Durch die Profilierungen dieses Bandes werden in Radialrichtung durch den Rotormantel verlaufende Kanäle für das Strömungsmedium vorgegeben, wobei die Abdichtung in Umfangsrichtung nahezu an jedem Profilabschnitt erfolgt; benachbarte Wicklungen des Bandes können andererseits so dicht gepackt werden, daß eine Querströmung in Axialrichtung praktisch nicht stattfindet. Die Einsenkungen, die sich nur über einen Teil der Bandhöhe erstrecken, dienen nur zum Raffen des Bandes. Der Aufbau des Rotors erfolgt durch kontinuierliches Aufwickeln des Bandes auf einem für den Medienstrom durchlässigen Kern, wodurch

es möglich ist, die wirksame innere Oberfläche des Rotors mit einem einzigen, einfachen Werkzeug zu formen, zumal größere Toleranzen möglich sind und keine exakt bestimmten Positionen für die Einsenkungen erforderlich sind. Die Herstellungskosten sind dadurch und auch wegen der einfachen Montage denkbar gering, ein Nacharbeiten ist nicht erforderlich, und es ist ein fortlaufendes Arbeiten möglich, wie dies für die Fertigung in großen Serien wünschenswert ist. Vorzugsweise wird ein Aluminiumblech verwendet, das eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Wärmekapazität aufweist, was einen guten wärmetechnischen Wirkungsgrad mit sich bringt Die Oberflächenstruktur wird dem Band in einfacher Weise aufgeprägt was der Gestaltungsfreiheit einen großen Spielraum läßt und eine Anpassung des Rotors an unterschiedlichste Strömungsverhältnisse gestattet Bei alledem ist infolge der praktischen Anordnung der Profilierungen und Einsenkungen auch ein guter strömungstechnischer Wirkungsgrad gewährleistet

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Rotor gemäß eines AusführungEbeispiels der Erfindung als Teil eines regenerativen Wärmetauschers in perspektivischer schematischer Gesamtdarstellung;

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Rotor mit einem in zwei Lagen gewickelten Band;

F i g. 3 ein Wicklungsbild des Rotors gemäß F i g. 2;

F i g. 4 eine Draufsicht auf das den Mantel des Rotors nach F i g. 2 und 3 bildende Band in Teildarstellung in größerem Maßstab;

F i g. 5 einen Schnitt durch das Band entlang der Linie V-VvonFig. 4;

F i g. 6 einen Schnitt durch das Band entlang der Linie VI-VI von F i g. 4;

F i g. 7 einen Schnitt durch das Band entlang der Linie VII-VIl von Fig.4und

Fig.8 eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rotors in einer schematischen Seitenansicht in kleirerem Maßstab.

Bezugnehmend zunächst auf F i g. 1 ist die Einbaulage des Rotors 1 in einem insgesamt mit 2 bezeichneten Wärmetauscher dargestellt Das Gehäuse des Wärmetauschers 2 ist dabei aufgebrochen. Der Rotor 1 wird in Richtung der Pfeile 3 von zwei Medienströmen durchsetzt. Jeder der beiden Medienströeie tritt dabei zweimal in annähernd radialer Richtung durch den Mantel 4 des Rotors 1. Das Innere des Rotors 1 ist durch eine Zwischenwand 5 in zwei Kammern 6 geteilt; jede der beiden Kammern 6 ist (Jnbei einem der Medienströme zugeordnet Die Zwischenwand 5 ist ortsfest im Innern des Rotor;? 1 angeordnet. Sie bildet einen Teil des Gehäuses, in dem der Rotor 1 um seine Längsachse umläuft; die Bewegungsrichtung des Rotors 1 ist dabei durch den Pfeil 7 verdeutlicht. Zu dem Gehäuse des Wärmetauschers 2 gehören Trennwände S, die an den Außenmantel des Rotors t angrenzen. Die Trennwände 8 teilen Eintrittsbereiche 9 bzw. Austrittsbereiche 10 der beiden Medienströme ab. Die jeweils einem Medienstrom zugeordneten Eintritts- und Austrittsbereiche liegen auf dem Umfang des Rotors 1 um 90° gegeneinander versetzt, und die zu verschiedenen Medienströmen gehörenden Eintritts- bzw. Austrittsbereiche liegen einander auf dem Rotorumfang gegenüber. Bei dieser Anordnung durchsetzen die Medienströme den Rotor 1 gegenläufig, was für einen effektiven Wärmeaustausch von Vorteil ist. Im Eincri>tsbereich 9 erfolgt jeweils eine Strömung durch den Mantel 4 von außen nach innen, und in dem Austrittsbereich 10 eine Strömung von innen nach außen. Der Rotor 1 wird im Durchströmbereich eines der beiden Medienströme aufgeheizt, wobei dem entsprechenden, ursprünglich heißeren Medium Wärme entzogen wird. Durch die Umdrehung des Rotors 1 in Richtung des Pfeils 7 wandert sodann die aufgeheizte Partie des Rotors 1 in den Durchtrittsbereich des anderen, ursprünglich kälteren Mediums, das dort Wärme aufnimmt und dabei zugleich den Rotor 1 abkühlt Durch weitere Rotation gelangt der abgekühlte Teil des Rotormantels 4 wieder in den Bereich des heißen Medienstroms, und der Wärmetransportvorgang wiederholt sich entsprechend.

Der Rotor 1 hat die Gestalt einer innen hohlen, kreiszylindrischen Wärmetauscherwalze. Sein Mantel 4 besteht aus einer oder mehreren Lagen eines in Radialrichtung hochkant orientierten, wendelförmig gewickelten Bandes 11. Bezugnehmend auf F rg. 2, ist ein Rotor 1 mit zwei derartigen Lagen 12; 13 dargestellt Man erkennt eins innere Lage 12, die konzentrisch von einer äußeren Lage 13 umgeben wird. Be;£s Lagen 12; 13 sind unmittelbar aufeinander und koaxial zu -3er Längsachse der Wärmetauscherwalze gewickelt Benachbarte Windungen einer einzelnen Lage 13 sind bei 14 dargestellt Der Rotor 1 besitzt einen Kern 15, der als Träger für die Wicklungen des Bandes 11 dient Der Kern 15 hat eine für die Medienströme durchlässige Struktur. Er kann aus einem perforierten Metallzylinder mit großer freier Querschnittsfläche bestehen; in diesem Fall treten die Medienströme durch die Perforierungen in der Wandung des Kerns 15 hindurch. Der Aufbau des Kerns 15 aus einem durchbrochenen Rohrstück hat den Vorteil, daß eine glatte Lauffläche für die Zwischenwand 5 besteht so daß diese in sehr geringem Abstand zu der inneren Mantelfläche des Kerns 15 angeordnet werden kann. Weiterhin kann ein entsprechend steif ausgebildeter, rohrförmiger Kern »5 zugleich als trägende Stütze des Rotors 1 im Gehäuse des Wärmetauschers 2 dienen. Alternative Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, den Kern 15 aus einem steifen Drahtgeflecht aufzubauen. Weiterhin ist eine Käfigstruktur des Kerns 15 möglich, bei der eine größere Anzahl von Stangen parallel zueinander auf der Mantelfläche eines Zylinders angeordnet und an ihren Enden gegeneinander abgestützt sind. Die Maschen des Drahtgeflechts bzw. die Zwischenräume zwischen den Stangen bilden dabei einen Durchlaß für die Medienströme, den diese mit geringem Strömungswiderstand durchsetzen.

F i g. 3 zeigt schematisch die Wicklung der Lagen 12; 13 um den Kern 15. Das Band 11 wird zunächst in einer Schraubenbahn direkt auf den Kern 15 gelegt wobei benachbarte Windungen 16 flächig aneinander in Anlage kommen und sich gegenseitig abstützen. Für den Cegiun der Wicklung kann das Ende des Bandes 11 in geeigneter Weise an dem Kern 15 befestigt wenden. Dabei ist es möglich, den Kern 15 im Bewich seiner Stirnseiten 17 mit zwei Deckeln 18 zu versehen, die über die Außenfläche 19 des Kerns 15 hinausragen und das Band 11 zwischen "iich aufnehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Band 11 zwischen derartigen Deckeln 18 verspannt und in so dichter Packung zwischen den Deckeln 18 gewickelt, daß es ?.uf Grund seiner inneren Elastizität dazwischen hält. Ist auf diese Art eine innere Lage 12 des Bandes 11 auf den Kern 15 gewickelt, so kann gegebenenfalls in entsprechender Weise eine äußere Lage 13 folgen, für die die innere Lage 12 den Wickeluntergrund bildet. Wie noch näher erläutert, genügt für viele praktische Anwendungen ei-

ne einzelne Lage des Bandes 11, doch können auch zwei und mehr Lagen 12; 13 auf den Kern 15 gewickelt werden.

Ein Ausführungsbeispiel des zum Wickeln verwendeten Bandes 11 ist in Fig.4 bis Fig.7 dargestellt. Im Ausgangszustand vor dem Wickeln hat das Band 11 einen rechteckigen Grundriß. Entsprechende Bänder aus Blech sind in einer Vielzahl von Längen, Breiten und Dicken im Handel erhältlich; sie werden üblicherweise

zugten Ausführungsform ist aber überdies das Band 11 wellenförmig profiliert. Hierdurch werden zwischen den Wellenstrukturen benachbarter Windungen 14, 16 des Bandes 11 Durchlässe 27 geschaffen, durch die die Medienströme hindurchtreten können. Fig. 5 und Fig.6 zeigen jeweils zwei benachbarte, aneinander anliegende Windungen 16 eines profilierten Bandes 11, dessen Wellenstruktur stufenförmig verläuft. Die Wellenrücken 30 weisen dabei ebene Anlagebe·

auf Spulen oder Trommeln aufgewickelt geliefert Zum io reiche 28 auf, mit denen die Wicklungen 16 dichtend

aneinander anliegen. Zwischen diesen Anlagenbereichen 28 bestehen zwischen den Halbwellen die erwähnten Durchlässe 27, so daß der Mantel 4 des Rotors 1 insgesamt eine Wabenstruktur erhält. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Halbwellen der Wellenstruktur einen trapezförmigen Querschnitt; die ebenen Anlagebereiche 28 werden über geneigte Flanken 29 miteinander verbunden. Es ist aber auch möglich, der w'cüensiriikiur eine rechteckige Siufenform zu veriei-

Wellenstruktur mit ebenen Anlagebereichen 28 ist für die Dichtung benachbart aneinander anliegender Windungen 16 von Vorteil.

Zur Raffung des profilierten Bandes 11 ist vorgesehen, daß jede der Halbwellen eine keilförmige Einsenkung 21 trägt, und die Einsenkungen benachbarter Halb&sllen auf verschiedenen Seiten des Bandes Ii liegen. Hierdurch wird die in F i g. 6 dargestellte, beson-

Aufziehen auf den kreiszylinderischen Kern 15 wird das
Band 11 an der radialen Innenkante 20, die mit dem
Kern 15 zur Anlage kommt, gerafft. Die Raffung erfolgt
dadurch, daß das Band 11 auf wenigstens einem Teil
seiner Breite mit keilförmigen Einsenkungen 21 verse- 15
hen wird. Die Basis 22 der keilförmigen Einsenkungen
21 ist dabei innen auf die radiale Innenkante 20 orientiert, während ihre Spitze 23 zu der radialen Außenkante 24 hin Zeigt Wie riiari anhand von F i g. 4 leicht erkennt, wird durch diese Form der Raffung die radiale 20 hen, so daß die Flanken 29 im wesentlichen in radialer Innenkante 20 in vertikaler Projektion gegenüber der Richtung orientiert sind (nicht dargestellt). Eine gestufte radialen Außenkante 24 verkürzt und so das Band 11
gekrümmt; der Krümmungsradius ist dabei dem des
Kerns 15 angepaßt. Zugleich erhält das Band 11 auf
seiner Oberfläche eine Faltenstruktur, die zur Bildung 25
von Kanälen 25 zwischen benachbarten Windungen 14;
16 des Bandes 11 führt. Anhand dieser Kanäle 25 kann
ein Durchtritt der Medienströme durch den Mantel 4
des Rotors 1 erfolgen, und zwar im wesentlichen in radialer Richtung. Der unerwünschte Medienstrom in 30 ders günstige Durchlaßstruktur erzielt. Die Profilierung Umfangsrichtung wird hingegen durch aneinander an- und Raffung des Bandes 11 erfolgt in einem einzigen liegende Abschnitte benachbarter Windungen 14; 16 Arbeitsgang mit einem gemeinsamen Werkzeug. Für des Bandes 11 verhindert, die sich zwischen den Einsen- eine gut dichtende Anlage zwischen benachbarten Winkungen 21 befinden und im wesentlichen eben sind. düngen 16 ist dabei von Wichtigkeit, daß die Höhe des Sorgt man für eine entsprechende Ausrichtung benach- 35 Wellenrückens über die ganze Fläche des Bandes 11 mit barter Windungen 14; 16 des Bandes 11 und für einen
entsprechenden A.nⁿreßdruck, so ksnn ein annähernd
gasdichter Kontakt hergestellt und eine Medienströmung in Umfangsrichtung weitgehend unterbunden
werden.

Für die meisten Anwendungsfälle ist der Aufbau eines
Rotormantels 4 aus nur einer einzigen Lage 12 des in
beschriebener Form gerafften Bandes 11 möglich. Nur
in Anwendungsfällen, bei denen eine extrem große radiale Erstreckung des Mantels 4 verbunden mit einem 45 Profilierung folgt im übrigen dem Ziel, eine Vergrößerelativ kleinen Durchmesser des Rotors 1 gefordert rung der wärmeübertragenden Oberfläche herbeizufühwird, müßte die Raffung an der radialen Innenkante 20 ren und die Leistungsdichte des Rotors 1 zu erhöhen; einer einzigen Lage 12 des Bandes 11 so stark sein, daß andererseits hat die lichte Weite der profilierten Kanäle der Durchtritt der Medienströme behindert würde. In 25 einen entscheidenden Einfluß auf den Strömungswidiesen Fällen ist es von Vorteil, zwei oder mehr Lagen 50 derstand des Rotors 1, der durch die Wahl e^;ner zu 12, 13 des Bandes 11 in der beschriebenen, konzentri- kleinen Wellenlänge beeinträchtigt würde. Letztere sehen Anordnung vorzusehen. Jede der Lagen 12,13 ist sollte weiterhin auf den Umfang des Rotors I so abgedabei an ihrer radialen Innenkante in der angegebenen stimmt sein, daß benachbarte Windungen 16 des Bandes Weise gerafft; die Raffung der jeweils nächstäußeren 11 jeweils um eine Halbwelle versetzt zueinander He-Lage 13 ist dabei auf den Krümmungsradius abge- 55 gen, wie dies in F i g. 5 und F i g. 6 dargestellt ist Diese stimmt, der sich aus dem Außendurchmesser der voran- Anordnung, bei der die Wellenbäuche einer Windung 16 gehenden, inneren Lage 12 ergibt Weiterhin kann die auf die Wellentäler der benachbarten Windung 16 tref-Raffung der äußeren Lage 13 so gestaltet werden, daß fen, verhindert in optimaler Weise ein Zusammenschiesich über die volle Tiefe des Mantels 4 durchgehende ben des Bandes 11 beim Wickeln auf den Kern 15. Wer-Kanäle 25 bilden. Verschiedene Lagen 12,13 des Bandes 60 den mehrere Lagen des Bandes 11 übereinandergewik-11 können in übereinstimmender Weise gerafft sein, wo- kelt, so ist entsprechend die Wellenlänge der äußeren

guter Genauigkeit konstant ist. Hierdurch wird eine einwandfreie Anlage benachbarter Windungen 16 gewährleistet Weiterhin sollte für eine gute Dichtung die Zahl der Anlagebereiche 28 auf dem Umfang des Rotors 1 möglichst groß sein. Zu diesem Zweck wählt man die Teilung der wellenförmigen Profilierung, d. h. ihre Wellenlänge, sehr gering, so daß sich nur sehr schmale Kanäle 25 ausbilden. Für handelsübliche Rotorgrößen haben sich Wellenlängen von 0,5 bis 3 cm bewährt. Die

durch sich eine eher statistische Anordnung der Kanäle in dem Mantel 4 ausbildet; die Raffung kann aber auch jeweils verschieden und auf die Ausbildung von fluchtender. Kanälen 25 hin ausgelegt sein.

Die Raffung des Bandes 11 kann allein ausreichend sein, um die gewünschte Durchlässigkeit des Rotors 1 für die Medienströme zu schaffen. Gemäß einer bevor-

Lage 13 an den Außendurchmesser der inneren Lage 12 anzupassen. Ganz entsprechend zu der bereits beschriebenen Raffung, kann auch für eine fluchtende Anordes nung der profilierten Durchlässe 27 aufeinanderfolgender Lagen 12,13 gesorgt werden; es ist aber auch möglich, Lagen eines profilierten Bandes 11 ohne Rücksicht auf derartige Überlegungen übereinanderzuwickeln

und so eine statistische Anordnung von Durchlässen 27 zu schaffen.

Zusätzlich zu der beschriebenen Profilierung und Raffung, kann das Band 11 mit Strukturen versehen werden, die zur Abstandshaltung benachbarter Windungen 14, 16 und/oder zur Verwirbelung der durch den Rotor 1 hindurchtretenden Medienströme dienen. Exemplarisch ist in F i g. 4 und F i g. 7 eine Ausbuchtung 31 dargestellt, die an der äußeren Peripherie des Bandes 11 liegt. Die Höhe der Ausbuchtung 31 entspricht der Tiefe der profilierten Struktur. Benachbarte Windungen 14, 16 des Bandes 11 kommen daher nijfit nur an den Anlagebereichen 28, sondern auch an der Kuppe 32 ihrer Ausbuchtungen 31 miteinander zur Anlage. Hierdurch wird eine verbesserte Abstandshaltung benachbarter Windungen 14, 16 erzielt. Zugleich liegen die Ausbuchtungen 31 im Strömungsweg der Medienströme, wo sie turbulenzerzeugend wirken und dadurch den Wärmeübergang auf den Rotormantel 4 verbessern. Ausbuchtungen 3i der genannten Art können in aücn oder auch nur in einem Teil der durch Profilierung gebildeten Durchlässe 27 liegen. Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der jeder zweite oder dritte Durchlaß 27 mit einer entsprechenden Ausbuchtung31 versehen ist. Diese Anordnung ist herstellungstechnisch sehr einfach zu realisieren und bringt eine verbesserte Abstandshaltung ohne wesentliche Beeinträchtigung des Strömungswiderstands.

Die Konturierung des Bandes 11 in der beschriebenen Form erfolgt in einem Prägevorgang. Das Band 11 besteht aus einem Material, das sich durch Prägen leicht bearbeiten läßt. Es ist meist aus Blech. Bevorzugt wird ein Aluminiumblech. Dieses Material hat den Vorteil eines geringen Gewichts, und außerdem ist Aluminium sehr korrosionsbeständig.

F i g. 8 illustriert schematisch das Verfahren zur Herstellung eines Rotors 1 gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das auf einer Trommel 33 bzw, einem Coil aufgewickelte Aluminiumblech wird zwischen zwei Prägewalzen 34 hindurchgeführt und dabei geprägt. Die Prägewalzen 34 weisen komplementäre Mantelflächen 35 auf, die als Form-Negativ der zu erzeugenden, gerafften und in einer Wellenstruktur profilierten Oberfläche des Bandes 11 ausgebildet sind. Wird eine Ausbildung von abstandshaltenden und turbulierenden Ausbuchtungen 31 gewünscht, so können die Mantelflächen mit Prägestrukturen entsprechend den Noppen oder Nasen versehen werden. Die Prägewalzen 34 laufen gegeneinander und stehen an der Prägestelle 36 miteinander im Eingriff. Nach Durchlaufen dieser Prägestelle weist das Band 11 die gewünschte Oberflächenstruktur auf, wie anhand der Einzelheit 37 zu erkennen. Das Band 11 wird sodann fortlaufend auf einen Kern 15 aufgewickelt, der auf einen Dorn 38 aufgezogen ist Der Kern 15 rotiert zusammen mit dem Dorn 38 um eine Achse, die quer zu der Drehachse der Prägewalzen 34 orientiert ist Zugleich mit seiner Rotationsbewegung, schiebt sich der Dorn 38 entlang dieser Achse vor, so daß das Band 11 spiralig auf den Kern 15 aufgewikkelt wird. Als seitliche Begrenzung der Windungen 16 ist an dem Kern 15 ein Deckel 18 vorgesehen. Man erkennt, daß mit dem beschriebenen Verfahren eine kontinuierliche Fertigung von Rotoren 1 möglich ist; besonders vorteilhaft ist dabei, daß die gesamte wirksame Oberfläche des Rotormantels 4 mit einem einzigen Werkzeug erstellt wird. Dieses ist überdies im Aufbau äußerst einfach; insbesondere kann bei der Vorrichtung gemäß F i g. 8 der Antrieb für die Prägewalzen 34 und den Dorn 38 durch ein Getriebe von einem einzigen Hauptantrieb abgeleitet werden. Der Rotor 1 läßt sich dadurch einfach und kostengünstig herstellen. Die Profilierung des Mantels 4 kann durch einen Wechsel der Prägewalzen 34 schnell und flexibel variiert werden, so daß eine optimale Anpassung an verschiedenste Baugrößen und Strömungsverhältnisse möglich ist. Für jeden Anwendungsfall wird so ein Rotor 1 mit gutem Wirkungsgrad, hoher Leistungsdichte und einem geringen Strömungswiderstand bereitgestellt. Statt mit einem Walzenpaar, kann das Band 11 selbstverständlich auch auf andere Weise geprägt werden; beispielsweise kann ein Prägen im Taktverfahren erfolgen, indem das Band 11 abschnittsweise zwischen sich öffnenden und schließenden Prägestempeln hindurchgeführt wird. Auch eine Kombination beider Verfahren unter Verwendung mehrerer Prägestationen ist möglich.

Die Herstellung eines Rotors mit mehreren Lagen 12, 13 kann wie beschrieben durch direktes Aufeinanderwickeln erfolgen. Einfacher ist ein Verfahren, nach dem auch die äußere Lage 13 zunächst auf einen Kern 15 gewickelt wird und mit oder ohne diesen strömungsmitteldurchlässigen Kern 15 auf die innere Lage 12 aufgesetzt wird. Bei entsprechender Durchmesserstufung entsteht so ein Baukastensystem von Rotorelementen, die je nach Durchmesser und Wandstärke des zu erstellenden Rotors auf verschiedenste Art miteinander kombiniert werden können. Durch das Ineinanderschieben der Lagen 12, 13 wird dabei ein einfach zu fertigender Wärmetauscher geschaffen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hohlzylindrischer Rotor für einen regenerativen Wärmetauscher mit einem Mantel aus mehreren Lagen eines in Radialrichtung hochkant orientierten, wendelförmig gewickelten Bandes, mit in das Band eingeformten Profilierungen, die zwischen den einzelnen Lagen des Bandes den radialen Durchtritt eines Medäenstromes gestatten und mit radial verlaufenden Einsenkungen, die das Band im Bereich seiner Innenkante raffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) auf einem für den Medienstrom durchlässigen Kern (15) aufgewickelt ist an dem es mit seinen Enden befestigt ist, daß sich die Einsenkungen (21) nur über einen Teil der Bandhöhe erstrecken und daß die Profilierungen der einzelnen Lagen des Bandes Anlagebereiche bilden, die dichtend aneinander anliegen, so daß eine Strömung in Umfangsrichtung verhindert wird.

2. Rote? nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (21) keilförmig ausgebildet sind.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) wellenförmig profiliert ist, wobei die Wellenstruktur stufenförmig verläuft und die ebenen Wellenrücken (30) die Anlagebereiche (28) bilden.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenstruktur einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist

5. Rotor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (21) benachbarter Lagen des Bandes auf verschiedenen Seiten des Bandes (11) angeordnet sind (Fig. 6).

6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Lagen (14, 16) des Bandes (11) um eine Halbwelle versetzt zueinander sind.

7. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) mit Ausbuchtungen (31) versehen ist. die als Abstandshalter und/oder zur Verwirbelung der Medienströme dienen.

8. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bänder (12,13) in Radialrichtung übereinander auf den Kern (15) aufgewickelt sind, wobei in jedem Band (12,13) die geraffte Seite radial nach innen gerichtet ist

9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) auf dem Kern (15) zwischen zwei seitlich darauf aufsitzenden Deckeln (18) verspannt ist.

10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) aus Blech besteht.

11. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (11) aus Aluminiumblech besteht.

12. Verfahren zur Herstellung eines Rotors nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das auf eine Trommel gewickelte Band zwischen zwei Prägewalzen mit komplementären Mantelflächen hindurchgeführt wird, die miteinander an einer Prägeutelle in Eingriff stehen und gegeneinander laufen, und das geprägte Band fortlaufend auf einen Kern aufgewickelt wird, der auf einen um eine Achse quer zu der Drehachse der Prägewalzen rotierenden und sich entlang dieser Achse vorschiebenden Dorn.aufgezogen ist