DE3534607C2

DE3534607C2 -

Info

Publication number: DE3534607C2
Application number: DE3534607A
Authority: DE
Inventors: Tomokimi Chiryu Aichi Jp Mizuno; Kazuaki Kariya Aichi Jp 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: 1989-07-20
Also published as: GB2165630A; DE3534607A1; FR2571130B1; GB8523427D0; GB2165630B; JPS6179852A; US4615378A; JPH0319906B2; FR2571130A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regenerator mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs, wobei dieser Regenerator, insbesondere 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 Materia lien eine hohe Wärmekapazität besitzen, sondern daß der Rege nerator auch eine große spezifische Oberfläche aufweist, näm lich eine große wärmeleitende Oberfläche pro Volumeneinheit, ein möglichst geringes Totvolumen inner halb des Regenerators und einen geringen Strömungswiderstand besitzt.

Bei Drahtsieben, die in herkömmlich ausgebildeten Regeneratoren Verwendung finden, werden die Wärmekapazität, die spezifische 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 Möglich keiten sind daher nicht dazu geeignet, das Betriebsverhalten des Regenerators zu verbessern.

Aus der DE-PS 10 84 284 ist ein Regenerator mit den Merk malen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dem in dieser Veröffentlichung beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Regenerators, mit dem im wesentlichen Gaslecks längs der Wand des Regeneratorraumes verhütet werden sollen, verwendet man Siebe bzw. Gazen, deren Flä che größer als die Fläche des zugehörigen Regeneratorraumes ist, setzt diese Siebe bzw. Gazen in den Regeneratorraum ein, wobei sie sich aufgrund der größeren Fläche zwangs läufig wölben, und preßt diese Gazen bzw. Siebe dann mit Hilfe von Stempeln eben. Hierdurch wird erreicht, daß die Gazen mit großer Kraft an der Wand anliegen, wodurch Gaslecks längs der Wand verhütet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regenera tor der angegebenen Art zu schaffen, der ein besonders niedriges Totvolumen und eine besonders hohe spezifische Oberfläche bei niedrig bleibendem Strömungswiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Regenerator der angegebenen Art gelöst, der die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1 aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Zusammenpressung der sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten gelingt es, den Abstand zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten in Stapel richtung der Maschendrahtsiebe zu verkürzen, so daß ins gesamt flachere Siebe hergestellt werden können, wodurch erreicht wird, daß mehr Siebe in den zur Verfügung stehen den Regeneratorraum gepackt werden können. Dies führt zu einer Erhöhung der spezifischen Oberfläche und einer Reduktion des Totvolumens ohne Erhöhung des Strömungswi derstandes.

In Weiterbildung der Erfindung besitzten die zusammenge preßten Drahtabschnitte eine abgeflachte Oberfläche und einen rechteckförmigen oder ovalen Querschnitt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teildraufsicht auf einen Abschnitt ei nes Maschendrahtsiebes, das bei einem er findungsgemäß ausgebildeten Regenerator Verwendung findet;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Maschendrahtsiebes und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines er findungsgemäß ausgebildeten Regenerators.

Die vorliegende Erfindung wurde mit speziellem Augenmerk auf den Abstand zwischen den Maschendrahtsieben konzipiert. Es wurde festgestellt, daß diese Abmessung bei einem Regenerator mit dem gleichen Volumen gekürzt werden kann, um die Anzahl der Maschen drahtsiebe im Stapel zu erhöhen, das Totvolumen zu redu zieren und die spezifische Oberfläche zu vergrößern, ohne dabei den Strömungswiderstand zu erhöhen. Aufgrund dieser Erkenntnis wurde ein Regenerator entwickelt, der ein ver bessertes Maschendrahtsieb aufweist, bei dem die sich über lappenden 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 Fig. 1 und 2 dargestellt. Ein Maschendrahtsieb 10, von dem eine Anzahl axial in einem zylindrischen Ge häuse 20, das in Fig. 3 gezeigt ist, übereinander ange ordnet ist, besitzt sich in Längsrichtung und in Quer richtung erstreckende Drähte 10 a, 10 b mit allgemein kreis förmigem Querschnitt, die maschenförmig gewebt sind. Die Drähte 10 a, 10 b überlappen sich an den Kreuzungspunkten der Maschen, wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen ist.

Die sich überlappenden Abschnitte der Drähte 10 a, 10 b werden einer Druckkraft ausgesetzt, die von einer Walze aufgebracht wird, um diese Abschnitte in Stapel richtung zusammenzupressen, wodurch jeder Überlappungs abschnitt aus seinem allgemein kreisförmigen Querschnitt in einen Querschnitt verformt wird, der etwa rechteck förmig ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Überlappungsab schnitte der auf diese Weise verformten Drähte 10 a, 10 b besitzen abgeflachte Oberflächen, die mit 30 be zeichnet sind. Hierdurch wird der Abstand zwischen den Mittelachsen der sich überlappenden Drähte 10 a, 10 b auf 1 ₂ reduziert, wie in Fig. 2 gezeigt.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß das Zusammenpressen der sich überlappenden Abschnitte der Drähte 10 a, 10 b, um die ab geflachten Oberflächen 30 zu bilden, nahezu keine Aus wirkungen auf das Ausmaß der Porenöffnungen besitzt und somit den Strömungswiderstand nicht erhöht. Ein Kürzen der Abmessung 1 ₂ 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 Maschendraht sieb nach dessen Herstellung ist es auch möglich, die Ab schnitte der einzelnen Drähte, die sich schließlich über lappen, im voraus mit einem rechteckigen oder ovalen Quer schnitt zu versehen und dann die Drähte so zu einem Maschengebilde zu weben, daß sie die im Querschnitt reduzierten Abschnitte überlappen.

Claims

1. Regenerator mit einem zylindrischen Gehäuse und ei ner Vielzahl von Maschendrahtsieben, die innerhalb des zylindrischen Gehäuses übereinander angeordnet sind, wobei jedes Maschendrahtsieb eine Anzahl von miteinan der verwebten Drähten aufweist, die sich an Kreuzungs punkten des Maschendrahtsiebes überlappen, dadurch ge kennzeichnet, daß die sich überlappenden Drähte an den Kreuzungspunkten in Stapelrichtung der Maschendrahtsie be (10) derart zusammengepreßt sind, daß der Abstand (1 ₂) 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 abge flachte Oberfläche (30) und einen rechteckförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.