DE3423962A1 - Regenerativ-waermeaustauscher - Google Patents
Regenerativ-waermeaustauscherInfo
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Description
Unser Zeichen: 25 422 Düsseldorf, 28. Juni 1984
Balcke-Dürr Aktiengesellschaft,Hornberger Str.2,4030 Ratingen 1
Regenerativ-Wärmeaustauscher
Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Wärmeaustauscher mit
einer wärmetauschenden, mit einer Vielzahl von Strömungskanälen versehenen Speichermasse und stirnseitig je einer Haube, die
die Speichermasse mittels radialer Dichtungen in mindestens jeweils einen mit wärmeabgebenden und einen mit wärmeaufnehmenden
Gasen beaufschlagten Teil unterteilt, die durch eine kontinuierliche Drehbewegung zwischen Speichermasse und Hauben
abwechselnd mit den beiden Gasen beaufschlagt werden, wobei am Umfang zwischen den Hauben und einem die Speichermasse
aufnehmenden Gehäuse ebenfalls Dichtungen angeordnet sind.
Regenerativ-Wärmeaustauscher der voranstehend beschriebenen
Art sind bekannt, wobei die Relativbewegung zwischen Speichermasse
und Hauben entweder durch einen Drehantrieb der Speichermasse oder der Hauben erzeugt wird.
Bei den bekannten Regenerativ-Wärmeaustauschern ist die Speichermasse
mit Hilfe von radialen Trennwänden in einzelne Sektoren unterteilt. Diese radialen Trennwände überragen die jeweilige
Stirnfläche der Speichermasse und arbeiten mit ihren Kanten mit den radialen Dichtungen zusammen, welche die Spei-
chermasse in mindestens jeweils einen mit wärmeabgebenden und einen mit wärmeaufnehmenden Gasen beaufschlagten Teil unterteilen..
Auch die den Umfang der Speichermasse gegenüber der Hauben abdichtenden Dichtungen liegen in einem gewissen Abstand
von der jeweiligen Stirnfläche der Speichermasse; sie arbeiten mit einem Rahmen zusammen, der an einem die Speichermasse aufnehmenden
Gehäuse ausgebildet ist.
Um die bei einer Relativbewegung zwischen Speichermasse und Hauben notwendige Dichtwirkung der radialen Dichtungen sicherzustellen,
haben diese radialen Dichtungen eine Breite, die mindestens der Breite der jeweiligen Sektoren entspricht, so
daß zwischen dem Strom des wärmeabgebenden und des wärmeaufnehme den Gases jeweils ein Sektor in der Speichermasse verbleibt,
der nicht mit Gas beaufschlagt wird.
Diese bekannten Ausführungen von Regenerativ-Wärmeaustauschern haben nicht nur den Nachteil einer großen Bauhöhe durch gegenüber
der Speichermasse überstehende Trennwände und Gehäuse-Rahmen, sondern erfordern auch eine aufwendige Ausbildung des
Tragkörpers und des Gehäuses für die Speichermasse, weil diese Teile für die Abdichtung herangezogen werden müssen.
Schließlich besitzen auch die Dichtungen eine aufwendige Konstruktion, so daß die Strömung für beide Gase ungünstig beeinflußt
wird. Ein weiterer entscheidender Nachteil besteht darin, daß die wärmetauschenden Heizflächen der Speichermasse von
Zeit zu Zeit mit Reinigungsfluid gereinigt werden müssen, weil insbesondere die Anströmkanten der in der Speichermasse ausgebildeten
Strömungskanäle verschmutzen oder sogar verstopfen. Wenn es zu derartigen Verstopfungen kommt, können diese normalerweise
nicht mehr durch Reinigungsfluid beseitigt werden, so daß es notwendig ist, den Regenerativ-Wärmeaustauscher stillzusetzen
und die Anströmkanten mechanisch zu reinigen.
L_JF)II
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regenerativwärmeaustauscher
der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß bei gleichzeitiger Konstruktionsvereinfachung
und Verringerung des Raumbedarfs eine in gewissen Zeitabständen notwendig werdende mechanische Reinigung der Anströmkanten der
Speichermasse entfällt.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die radialen Dichtungen als unmittelbar an der jeweiligen ebenen Stirnfläche der Speichermasse
federnd anliegende Dichtleisten ausgebildet sind.
Durch das unmittelbare Anliegen der Dichtleisten an den ebenen Stirnflächen der Speichermasse wird nicht nur die bisherige
aufwendige Konstruktion für die Abdichtung vermieden, sondern auch die Bauhöhe des Regenerativ-Wärmeaustauschers um diejenigen
Beträge verringert, die sich durch die hervorstehenden radialen Trennwände und die aufwendigen Gehäuserahmen zum
Zwecke der Abdichtung ergaben. Die federnd an der Speichermasse anliegenden Dichtleisten sind konstruktiv erheblich einfacher
sowie besser austauschbar und ergeben den großen Vorteils daß sie bei der ständigen Relativbewegung zwischen Speichermasse
und Hauben kontinuierlich eine mechanische Reinigung der Anströmkanten der Speichermasse bewirken, so daß die bisher notwendigen
Stillstandszeiten für die mechanische Reinigung der Speichermasse entfallen. Durch das unmittelbare Zusammenwirken
der Dichtleisten mit der jeweils ebenen Stirnfläche der Speichermasse wird sowohl eine bessere Abdichtwirkung erzielt als
auch eine negative Beeinflussung der Strömung beider Gase vermieden. Die mit der Erfindung erzielte Konstruktionsvereinfachung
hat somit nicht nur Vorteile bei der Herstellung und Wartung des Regenerativ-Wärmeaustauschers zur Folge, sondern
auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades und des Betriebsverhaltens.
-G-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Dichtleisten
mit einem in Verhältnis zum Material der Speichermasse weicheren Abdichtelement versehen sein, das durch Federkraft
an die Speichermasse angedrückt wird. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Dichtleisten mit
einem eigenelastischen, unmittelbar an der Speichermasse anliegenden Abdichtelement versehen. Das federnde Andrücken der
erfindungsgemäßen Dichtleisten an die ebenen Stirnflächen der Speichermasse kann somit sowohl durch die Ausnutzung elastischer
Materialeigenschaften als auch durch die Verwendung von Federn erzielt werden, wobei neben eigentlichen Federelementen
auch Luft- oder Gasfedern eingesetzt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das eigentliche Abdichtelement durch eine Vielzahl von in einem
Tragkörper gehaltenen Borsten gebildet, die an den Längskanten der Dichtleisten von als Spaltdichtungen ausgebildeten Dichtschenkeln
eingefaßt sind. Diese erfindungsgemäße Ausführung ergibt eine hochelastische Konstruktion für die Abdichtung
und Reinigung, die sich darüber hinaus an Unebenheiten der Stirnflächen der Speichermasse anpaßt, ohne die Speichermasse
zu beschädigen. Wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Dichtschenkel aus einem im Verhältnis zum Material der
Speichermasse weicheren Material bestehen, können diese verhältnismäßig dicht an die Stirnfläche der Speichermasse herangeführt
werden, so daß sich eine erhebliche Verbesserung der bisherigen metallischen Abdichtung ergibt, wobei gleichzeitig
jeglicher Verschleiß der übrigen Anlageteile vermieden wird. Die im Tragkörper gehaltenen Borsten und gegebenenfalls die
Dichtschenkel können auf einfache Weise ausgewechselt werden und stellen eine vernachlässigbar kleine Behinderung der
Strömung für die beiden wärmeaustauschenden Gase dar.
Die erfindungsgemäße Ausbildung kann insbesondere an Regenera-
tiv-Wc.rmeaustauschern zur Aufheizunn der Reingase hinter
Entschwefelungsanlagen sowie zur Luftvorwärmung sowie generell
bei Reo.enerativ-Wärmeaustauschern mit stark verschmutzenden
Anströmkanten der Speichernasse verwendet werden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Regenerativ-Wärmeaustauschers
gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Speichermasse
und einer Haube eines im übrigen nicht dargestellen Renenerativ-Uermeaustauschers,
Fin. 2 einen Teilschnitt durch eine radiale Dichtung
der Haube gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung
einer alternativen Ausführungsform der Dichtleiste.
Bei dem als Ausführungsbeispiel schematisch dargestellten Regenerativ-llärmeaustauscher nach Fig. 1 steht die mit einer
Vielzahl von Strömungskanälen versehene Speichermasse 1 still, wogegen die der besseren Erkennbarkeit wegen im Abstand von
der ebenen Stirnfläche der Speichermasse 1 gezeichnete Haube 2 drehend angetrieben ist. Selbstverständlich ist es auch möglich,
die Haube 2 stillzusetzen und die Speichermasse 1 drehend anzutreiben.
Um eine Abdichtung zwischen Speichermasse 1 und Haube 2 zu erzielen
und '.-jährend der relativen Drehbewegung die Speichermasse
1 stf'ndir in mindestens jeweils einen mit wärmeabgebencen
und einen mit i-.vrner.ufnehmencien Gasen beaufschlagten Teil
IL-JF=IF=I
zu unterteilen, ist die Haube 2 mit radial verlaufenden Dichtleisten 3 versehen. Beim Aüsführungsbeispiel sind vier
jeweils über die Länge des Radius verlaufende Dichtleisten 3 vorgesehen, die in der Art eines Kreuzes angeordnet sind und
jeweils zwei einander bezüglich des Drehmittelpunktes gegenüberliegende Kanäle einerseits für das wärmeabgebende und
andererseits für das wärmeaufnehmende Gas bilden. Die jeweils zwischen zwei radial verlaufenden Dichtleisten 3 am Umfang der
Haube 2 vorhandenen Kreisbögen sind ebenfalls mit Dichtleisten A versehen, die beim Ausführungsbeispiel aus einzelnen Stücken
zusammengesetzt sind.
Wie aus dem Teilschnitt gemäß Fig. 2 hervorgeht, liegen die radial verlaufenden Dichtleisten 3 unmittelbar an der jeweiligen
ebenen Stirnfläche der Speichermasse 1 federnd an. Beim Aüsführungsbeispiel nach Fig. 2 besitzen die Dichtleisten 3
ein eigenelastisches Abdichtelement, das durch eine Vielzahl von in einem Tragkörper 5 gehaltenen Borsten 6 gebildet ist.
Diese Borsten sind an den Längskanten der Dichtleisten 3 von als Spaltdichtungen ausgebildeten Dichtschenkeln 7 eingefaßt.
Diese Dichtschenkel 7 bestehend vorzugsweise aus einem im Verhältnis zum Material der Speichermasse 1 weicheren Material,
so daß ihre der Speichermasse 1 zugewandten Kanten verhältnismäßig nahe an die Speichermasse 1 herangeführt werden können.
Hierdurch wird bereits durch die Dichtschenkel 7 eine gute Abdichtwirkung erzielt, die durch die Borsten 6 unterstützt
wird. Diese Borsten 6 sorgen beim Umlauf der Haube 2 relativ zur Speichermasse 1 schließlich dafür, daß die Anströmkanten
der Speichermasse 1 ständig mechanisch sauber gehalten werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Dichtschenkel 7 an einem Tragprofil 8 gemeinsam mit dem Tragkörper 5 und den
Borsten 6 angeordnet. Dieses Tragprofil 8 ist an einem Ab-
schluQprofil 9 angeordnet, das wiederum an einem aus zwei U-Profilen
gebildeten Kamrnerprofil 10 der Haube 2 befestigt ist.
Bei der alternativen Ausführungsform nach Fig. 3 ist das
eigentliche Abdichtelement 11 der Dichtleiste 3 aus einem im Verhältnis zum Material der Speicherinasse 1 weicheren Material
hergestellt, das keine Eigenelastizität besitzt. Die federnde Andrückwirkunri wird bei dieser Ausführungsform durch Federn
erzielt, die zwischen dem Tragprof.il 8 und den Abdichtelement
11 angeordnet sind.
Wie die Fig. 1 erkennen läßt, sind beim Ausführungsbeispiel auch die an Umfang der Haube 2 angeordneten Dichtleisten 4
in der mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Art ausgebildet.
Selbstverständlich ist es möglich, die Dichtleisten 3 und Dichtleisten 4 unterschiedlich auszuführen, da ausschließlich
die Dichtleisten 3 neben ihrer Dichtfunktion eine Reinigungswirkung erzeugen sollen.
W/ j s
Bezugsziffernliste
1 | Speicherrnasse |
2 | Haube |
3 | Dichtleiste |
4 | Dichtleiste |
5 | Tragkörper |
6 | Borsten |
7 | Dichtschenkel |
8 | Tragprofil |
9 | Abschlußprofil |
10 | Kamrnerprofil |
11 | Abdichtelement |
12 | Feder |
Claims (5)
1.)Regenerativ-Wärmeaustauscher mit einer wärmetauschenden,
mit einer Vielzahl von Strömungskanälen versehen Speichermasse und stirnseitig je einer Haube, die die Speichermasse
mittels radialer Dichtungen in mindestens jeweils einen mit wärmeabgebenden und einen mit wärmeaufnehmenden Gasen beaufschlagten
Teil unterteilt, die durch eine kontinuierliche Drehbewegung zwischen Speichermasse und Hauben abwechselnd
mit den beiden Gasen beaufschlagt werden, wobei am Umfang zwischen den Hauben und einem die Speichermasse aufnehmenden
Gehäuse ebenfalls Dichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die radialen Dichtungen als unmittelbar an der jeweiligen ebenen Stirnfläche der Speichermasse (1) federnd anliegende
Dichtleisten (3) ausgebildet sind.
2. Regenerativ-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtleisten (3) mit einem im Verhältnis zum Material der Speichermasse (1) weicheren Abdichtelement
(11) versehen sind, das durch Federkraft an die Speichermasse (1) angedrückt wird.
3. Regenerativ-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtleisten (3) mit einem eigenelastischen, unmittelbar an der Speichermasse anliegenden
Abdichtelement (6) versehen sind.
4. Regenerativ-Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das eigentliche Abdichtelement durch eine Vielzahl von in einem Tragkörper (5) gehaltenen Borsten (6)
gebildet ist, die an den Längskanten der die Dichtleisten
(3) von als Spaltdichtungen ausgebildeten Dichtschenkeln (7) eingefaßt sind.
5. Regenerativ-t'Järmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtschenkel (7) aus einem im Verhältnis zum Material der Speichermasse (1) weicheren Material
bestehen.
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