DE3534607A1

DE3534607A1 - Regenerator

Info

Publication number: DE3534607A1
Application number: DE19853534607
Authority: DE
Inventors: Tomokimi Chiryu Aichi Mizuno; Kazuaki Kariya Aichi Yamaguchi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: New Energy and Industrial Technology Development Organization
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FR2571130B1; FR2571130A1; DE3534607C2; JPS6179852A; GB2165630B; JPH0319906B2; GB8523427D0; US4615378A; GB2165630A

Description

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Pellmann - Grams - Struif Kochern." ο

Dipl.-lng. R. Kinne - 2 - ΛΓΟ/ ΡΠ7 Dipl.-lng. R Grupe

O s, w-^- υ u / Dipl.-lng. B. Pellmann

Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Tel.:089-539653

Telex: 5-24845 tipat Kariya-ci ty, Japan Telecopier: O 89 - 537377

cable: Germaniapatent München

27. September 1985 DE 5193 /

case AS-804 Regenerator

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeregenerator, genauer gesagt einen Wärmegenerator, der zwischen dem Expansionsraum und dem Kompressionsraum eines Heißgasmotors, beispielsweise einer Stirlingmaschine, angeordnet ist, um eine thermische Regenerierung zu bewirken.

\ Um einen Regenerator mit einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, ist es nicht nur erforderlich, daß die zu verwendenden Materialien eine hohe Wärmekapazität besitzen, sondern daß der Regenerator auch eine große spezifische Oberfläche aufweist, nämlich eine große Wärmeübertragung oder eine große wärmeleitende Oberfläche pro Volumeneinheit, ein geringeres Totvolumen innerhalb des Regenerators und einen geringen Strömungswiderstand. Zu diesem Zweck ist im Buch B, Vol. 248, Nr. 435 der Technischen Papiere der Japan Mechanics Society (November 198 2) ein Regenerator mit einem zylindrischen Gehäuse und einer Reihe von Drahtsieben, die im zylindrischen Gehäuse stapelweise angeordnet sind und aus Kupfer- oder SUS-27-Drähten bestehen, beschrieben.

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Bei Drahtsieben, die in herkömmlich ausgebildeten Regeneratoren Verwendung finden, werden die Wärmekapazität, die spezifische

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Deutsche Bank (Manchen) Kto. 2861060 Postscheckamt (München) Kto. 670-43-804

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Oberfläche, das Totvolumen und der Strömungswiderstand naturgemäß durch die Anzahl der Siebstapel im Regenerator, das Maschendrahtmaterial der Siebe, die Anzahl der Maschen und den Drahtdurchmesser bestimmt. Um die Wärmekapazität und die spezifische Oberfläche zu erhöhen, kann man daher die Größe der Maschendrahtsiebe und die Anzahl von deren Stapeln erhöhen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Drahtdurchmesser zu reduzieren und die Anzahl der Maschen zu erhöhen. Bei der erstgenannten Möglichkeit wird jedoch das Totvolumen erhöht, während bei der zuletzt genannten Möglichkeit der Strömungswiderstand durch Abnahme der Porenöffnungsgröße der Maschen ansteigt. Beide Möglichkeiten sind daher nicht dazu geeignet, das Betriebsverhalten des Regenerators zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regenerator zu schaffen, der ein verbessertes Betriebsverhalten durch Reduktion des Totvolumens und Erhöhung der spezifischen Oberfläche ohne Erhöhung des Strömungswiderstandes aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Regenerator gelöst, der ein zylindrisches Gehäuse und eine Vielzahl von Maschendrahtsieben aufweist, die innerhalb des zylindrischen Gehäuses übereinander angeordnet sind. Jedes Maschendrahtsieb besitzt sich in Längsrichtung und Querrichtung erstreckende Drähte von allgemein kreisförmigem Querschnitt, die zu Maschen gewoben sind. Die Drähte überlappen sich an den Kreuzungspunkten der Masche. Die sich überlappenden Abschnitte der Drähte sind in Stapelrichtung komprimiert, so daß ihre Querschnitte an den Kreuzungspunkten örtlich abgeflacht und somit die Entfernung zwischen den Mittelachsen

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der sich überlappenden Drähte reduziert ist. Dadurch kann eine größere Anzahl von Maschendrahtsieben im zylindrischen Gehäuse übereinander angeordnet werden, was zu einer Erhöhung der spezifischen Oberfläche und einer Reduktion des Totvolumens ohne Erhöhung des Strömungswiderstandes führt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

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Figur 1 eine Teildraufsicht auf einen Abschnitt eines herkömmlich ausgebildeten Maschendrahtsiebes, das bei einem Regenerator des Standes der Technik Verwendung findet;

Figur 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

des herkömmlich ausgebildeten Maschendrahtsiebes der Figur 1;

Figur 3 eine Teildraufsicht auf einen Abschnitt eines Maschendrahtsiebes, das bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Regenerator Verwendung findet;

Figur 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Maschendrahtsiebes der Figur 4; und

Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Regenerators.

Bevor die erfindungsgemäße Ausführungsform im Detail beschrieben wird, wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, die den Stand der Technik zeigen, auf dessen Verbesserung sich die Erfindung bezieht.

ORIGINAL fNSPSCTED

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Abschnitt eines herkömmlich ausgebildeten Maschendrahtsiebes 1, von dem eine Anzahl in einem zylindrischen Gehäuse übereinander angeordnet ist. Wie die Seitenansicht der Figur 2 zeigt, überlappen sich die in Längsrichtung und in Querrichtung erstreckenden Drähte la, Ib, die jedes Sieb 1 bilden, wobei der Abstand in Stapelrichtung zwischen den Mittelachsen der Drähte la, Ib an der Stelle der Überlappung I₁ beträgt.

Die vorliegende Erfindung wurde mit speziellem Augenmerk auf die Abmessung I₁ konzipiert. Es wurde festgestellt, daß diese Abmessung bei einem Regenerator mit dem gleichen Volumen gekürzt werden kann, um die Anzahl der Maschendrahtsiebe im Stapel zu erhöhen, das Totvolumen zu reduzieren und die spezifische Oberfläche zu vergrößern, ohne dabei den Strömungswiderstand zu erhöhen. Aufgrund dieser Erkenntnis wurde ein Regenerator entwickelt, der ein verbessertes Maschendrahtsieb aufweist, bei dem die sich überlappenden Abschnitte der Drähte, die das Sieb bilden, in Stapelrichtung komprimiert sind, um auf diese Weise den Abstand zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte in Stapelrichtung zu reduzieren.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die von dem vorstehend beschriebenen Prinzip Gebrauch macht, ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Ein Maschendrahtsieb 10, von dem eine Anzahl axial in einem zylindrischen Gehäuse 20, das in Figur 5 gezeigt ist, übereinander angeordnet ist, besitzt sich in Längsrichtung und in Querrichtung erstreckende Drähte 10a, 10b mit allgemein kreisförmigem Querschnitt, die maschenförmig gewebt sind. Die Drähte 10a, 10b überlappen sich an den Kreuzungspunkten der Maschen, wie am besten aus Figur 3 zu ersehen ist.

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Die sich überlappenden Abschnitte der Drähte 10a, 10b werden einer Druckkraft ausgesetzt, die von einer Walze aufgebracht wird, um diese Abschnitte in der Stapelrichtung zusammenzupressen, wodurch jeder Überlappungsabschnitt aus dem allgemein kreisförmigen Querschnitt in einen Querschnitt verformt wird, der etwa rechteckförmig ist, wie in Figur 4 gezeigt. Die Überlappungsabschnitte der auf diese Weise verformten Drähte 10a, 10b besitzen abgeflachte Oberflächen, die mit 30 bezeichnet sind. Hierdurch wird der Abstand zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte 10a, 10b von I^ (Figur 2) auf 1~ reduziert, wie in Figur 4 gezeigt,

Aus Figur 3 geht hervor, daß das Zusammenpressen der sich überlappenden Abschnitte der Drähte 10a, 10b, um die abgeflachten Oberflächen 30 zu bilden, nahezu keine Auswirkungen auf das Ausmaß der Porenöffnungen besitzt und somit den Strömungswiderstand nicht erhöht. Ein Kürzen der Abmessung I₂ hat jedoch die vorteilhafte Wirkung, daß eine größere Anzahl der Maschendrahtsiebe 10 im zylindrischen Gehäuse 20 gestapelt werden kann, so daß die spezifische Oberfläche ansteigt und das Totvolumen ohne Erhöhung des Strömungswiderstandes absinkt.

Anstelle der Aufbringung einer Walze auf das Maschendrahtsieb nach dessen Herstellung ist es auch möglich, die Abschnitte der einzelnen Drähte, die sich schließlich überlappen, im voraus mit einem rechteckigen oder ovalen Querschnitt zu versehen und dann die Drähte so zu einem Maschengebilde zu weben, daß sich die im Querschnitt reduzierten Abschnitte überlappen.

Erfindungsgemäß wird somit ein Regenerator vorgeschlagen,

der ein zylindrisches Gehäuse und eine Vielzahl von verbesserten Maschendrahtsieben aufweist, die im zylindrischen Gehäuse übereinander angeordnet sind. Jedes Maschendrahtsieb umfaßt eine Anzahl von miteinander verwebten Drähten, die sich an den Kreuzungspunkten des Maschendrahtsiebes überlappen. Die sich überlappenden Drähte sind an den Kreuzungspunkten in Stapelrichtung der Maschendrahtsiebe zusammengepreßt. Dadurch wird der Abstand zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten in Stapelrichtung reduziert, so daß eine größere Anzahl von Maschendrahtsieben im zylindrischen Gehäuse gestapelt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Regenerator, gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Maschendrahtsieben ClO) , die innerhalb des zylindrischen Gehäuses (20) übereinander angeordnet sind,

wobei jedes Maschendrahtsieb (10) eine Anzahl von miteinander verwebten Drähten (10a, 10b) aufweist, die sich an Kreuzungspunkten des Maschendrahtsiebes überlappen, und wobei die sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten in Stapelrichtung der Maschendrahtsiebe (10) derart zusammengepreßt sind, daß der Abstand (1-) zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten in der genannten Richtung verkürzt ist.

2. Regenerator,nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengepreßten Drahtabschnitte eine abgeflachte Oberfläche (30) und einen rechteckförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.