DE3431713C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine als Wärmetauscher dienende Walze mit einem Innenkörper und einem relativ dazu dreh­ baren, walzenförmigen Außenkörper, die einen Ringraum für ein dadurch strömendes Wärmetauschermedium definie­ ren, wobei Einlaß bzw. Auslaß für das Wärmetauschermedium zwischen einander gegenüberliegenden Stirnwänden von In­ nenkörper und Außenkörper münden, wobei der Innenkörper auf einer festen Achse angeordnet ist, auf der der Außen­ körper mit seinen Stirnwänden drehbar gelagert ist, und die Achse einen Einlaßkanal und einen Auslaßkanal auf­ weist sowie am Außenkörper innenseitig eine Mehrzahl von turbinenschaufelähnlichen Leitflächen angeordnet sind.

Bei einer Walze der eingangs beschriebenen Gattung (DE-OS 26 50 858) sind die Leitschaufeln an dar Innen­ seite des Außenmantels dazu bestimmt, das Wärmetauscher­ medium so umzulenken, daß das Wärmetauschermedium mög­ lichst nicht mit dem Außenmantel rotiert, sondern dem­ gegenüber auch eine tangentiale Strömungskomponente aufweist, so daß sich hohe Wärmeübergänge ergeben. Im übrigen besitzt der Außenkörper einen gesonderten An­ trieb und wird dadurch in Drehung versetzt, um zum Bei­ spiel das Gleiten einer über die Walze geführten Mate­ rialbahn auf der Walzenoberfläche zu vermeiden. Da der Außenkörper mit nur geringer Drehzahl rotieren soll, gehört zu dem Antrieb außer einem Motor regelmäßig auch ein Getriebe. Das ist verhältnismäßig aufwendig.

Bei einer Walze anderer Gattung (DE-OS 15 01 622) sind Innenkörper und Außenkörper gegeneinander verspannt, also fest miteinander verbunden. Das Wärmetauschermedium wird von einer Welle über speichenartige Strömungskanäle in den Ringraum zwischen Innenkörper und Außenkörper ein­ geführt.

Aufgabe dar Erfindung ist es, bei einer Walze der ein­ gangs beschriebenen Gattung den Antrieb des Außenkörpers zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von der Mündung des Einlaßkanals mehrere Düsenkanäle ausgehen, die sich bis in den Bereich des Außenkörpers erstrecken und de­ ren Düsen zusammen mit den Leitschaufeln so ausgerich­ tet sind, daß der Impuls des aus den Düsen austretenden Wärmetauschermediums den Außenkörper in der gewünschten Drehrichtung antreibt. Durch Veränderung des Impulses kann die Drehzahl des Außenkörpers variiert werden.

Es genügt, wenn die axiale Länge dar Leitflächen im we­ sentlichen dem Abstand zwischen den zugeordneten Stirn­ wänden von Innenkörper und Außenkörper entspricht. Dazu sind nur geringe Einbauten erforderlich. Im übrigen kön­ nen die Leitflächen einzeln am Außenkörper oder seiner zugeordneten Stirnwand befestigt sein.

Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der die Leitflächen an einen Ring angeformt sind, der in den Außenkörper eingesetzt und daran oder an der zugeordneten Stirnwand befestigt ist.

Die Ausbildung der (nicht rotierenden) Düsenkanäle ist an sich beliebig. Vorzugsweise sollen die Düsenkanäle als Düsenrohre ausgebildet sein, die an der Achse auf zugeordneten Mündungen des Einlaßkanals befestigt sind und deren axiale Abmessungen kleiner sind als der Abstand zwischen den zugeordneten Stirnwänden von Innenkörper und Außenkörper, so daß auch dieser Bereich vom Wärmetauschermedium durchspült bzw. umspült wird.

Das im Bereich der einen Stirnseite des Außenkörpers zugeführte Wärmetauschermedium fließt, nachdem es die Leitflächen passiert hat, durch den Ringraum zwischen Außenkörper und Innenkörper und gelangt dann über den Raum zwischen den beiden anderen Stirn­ wänden von Außenkörper und Innenkörper zur Mündung des Auslaßkanals der Achse.

Unter bestimmten Bedingungen kann das Wärmetauschermedium auch weitere Aufgaben erfüllen. Bei Verwendung von Thermoöl als Wärmetauschermedium ist es zweckmäßig, wenn die Lager der Stirnwände des Außenkörpers auf der dem Innenkörper abgewandten Seite abgedichtet sind. Dann kann nämlich das Thermoöl auch als Schmier­ mittel für die Lager des Außenkörpers dienen.

Bei Verwendung von Wasser als Wärmetauschermedium können die Lager der Stirnwände das Außenkörpers auf der dem Innenkörper zugewandten Seite abgedichtet sein.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine als Wärme­ tauscher dienende Walze mit Außenkörper und Innenkörper,

Fig. 2 eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1.

Zu der dargestellten Walze gehört eine feststehende Achse 1 mit einem daran befestigten Innenkörper aus zwei im Abstand voneinander an der Achse 1 befestigten radialen Stirnwänden 2, 3 und einem außen an den Stirn­ wänden 2, 3 befestigten Innenmantel 4.

Der Innenkörper 2, 3, 4 ist umgeben von einem Außenkörper mit einem walzenförmigen Außenmantel 5, der an seinen Enden über sich radial erstreckende Stirnwände 6, 7 drehbar auf der feststehenden Achse 1 gelagert ist. Die Lager sind in zugeordneten Lagerkörpern 8, 9 unter­ gebracht, welche an den Stirnwänden 6, 7 befestigt sind.

Die Achse 1 weist auf der linken Seite der Fig. 1 einen zentrischen Einlaßkanal 10 für ein Wärmetauscher­ medium auf. Die Mündung 11 das Einlaßkanals 10 befindet sich im Bereich eines Abstandszwischenraums 12 zwischen den benachbarten Stirnwänden 2 und 6 des Innenkörpers bzw. Außenkörpers. An die Mündung 11 schließen Düsen­ rohre 13 an, die sich im wesentlichen radial erstrecken und an deren Enden Düsen 14 sitzen, durch die das zugeführte Wärmetauschermedium austritt und Leitschau­ feln 15 beaufschlagt, die innenseitig am Außenkörper befestigt sind.

Bei der dargestellten Ausführung sind die Leitschau­ feln 15 an einem Ring 16 angeordnet, der in der Nähe des Außenumfangs des Außenmantels 5 angeordnet und an der Stirnwand 6 befestigt ist. Die Leitschaufeln 15 sind turbinenschaufelartig ausgebildet und zusam­ men mit den Düsen 14 so ausgerichtet, daß der Impuls des aus den Düsen 14 austretenden Wärmeaustauscher­ mediums den Außenkörper 5, 6, 7 in der gewünschten Drehrichtung antreibt.

Das aus den Düsen 14 ausgetretene Wärmertauscherme­ dium strömt nach Beaufschlagung der Leitschaufeln 15 durch einen Ringraum 17 zwischen Innenkörper und Außenkörper zum anderen Ende der Walze und von dort über den Abstandszwischenraum 18 zwischen den Stirn­ wänden 3 und 7 zur Mündung 19 eines sich zentrisch in der Achse 4 erstreckenden Auslaßkanals 20.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird als Wärmetauschermedium Wasser verwendet. Deswegen sind die Lager des Außenkörpers 6, 7, 8 auf der dem Innenkör­ per 2, 3, 4 zugewandten Seite abgedichtet. Dementspre­ chend sind in den Lagerkörpern 8, 9 außenseitig Kugel­ lager 21 und innenseitig Dichtungen 22 angeordnet. Es versteht sich, daß Kugellager 21 und Dichtungen 22 nach den Regeln der Maschinenbaukunst ausgeführt sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Als Wärmetauscher­ medium wird ein Thermoöl verwendet, das gleichzeitig auch zur Schmierung der Kugellager 21 dienen soll.

Deswegen sind die Kugellager 21 innenseitig und die Dichtungen 22 außenseitig in den Lagerkörpern 8 bzw. 9 angeordnet.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist zu­ sätzlich an dar Außenseite der Stirnwand 8 des Außen­ körpers noch ein Zahnkranz 23 befestigt, der dazu dienen kann, bei mehreren einander nachgeschalteten Walzen deren Drehzahlen zu synchronisieren oder zusätz­ liche Antriebskräfte aufzubringen.

Claims (8)

1. Als Wärmetauscher dienende Walze mit einem Innenkörper und einem relativ dazu drehbaren, walzenförmigen Außen­ körper, die einen Ringraum für ein dadurch strömendes Wärmetauschermedium definieren, wobei Einlaß bzw. Auslaß für das Wärmetauschermedium zwischen einander gegenüber­ liegenden Stirnwänden von Innenkörper und Außenkörper münden, wobei der Innenkörper auf einer festen Achse an­ geordnet ist, auf der der Außenkörper mit seinen Stirn­ wänden drehbar gelagert ist, und die Achse einen Einlaß­ kanal und einen Auslaßkanal aufweist sowie am Außenkörper innenseitig eine Mehrzahl von turbinenschaufelähnlichen Leitflächen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mündung (11) des Einlaßkanals (10) mehrere Düsen­ kanäle (13) ausgehen, die sich bis in den Bereich des Außenkörpers (5) erstrecken und deren Düsen (14) zusammen mit den Leitschaufeln (15) so ausgerichtet sind, daß der Impuls des aus den Düsen (14) austretenden Wärmetauscher­ mediums den Außenkörper (5, 6, 7) in der gewünschten Dreh­ richtung antreibt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (15) in der Nähe des Außen­ umfangs des Außenkörpers (5) angeordnet sind.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Leitflächen (15) im we­ sentlichen dem Abstand zwischen den zugeordneten Stirnwänden (2, 6) von Innenkörper und Außenkörper entspricht.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (15) einzeln am Außenkörper (5) oder seiner zugeordneten Stirn­ wand (6) befestigt sind.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (15) an einen Ring (16) angeformt sind, dar in den Außenkörper (5) eingesetzt und daran oder an der zugeordneten Stirnwand (6) befestigt ist.

6. Walze nach einem dar Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkanäle als Düsenroh­ re (13) ausgebildet sind, deren axiale Abmessungen kleiner sind als der Abstand zwischen den zugeord­ neten Stirnwänden (2, 6) von Innenkörper und Außen­ körper.

7. Walze nach einem dar Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Thermoöl als Wärmetauschermedium die Lager (21) der Stirn­ wände (6, 7) das Außenkörpers auf der dem Innenkör­ per abgewandten Seite abgedichtet sind.

8. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Wasser als Wärmetauschermedium die Lager (21) der Stirn­ wände (6, 7) des Außenkörpers auf der dem Innenkör­ per zugewandten Seite abgedichtet sind.