DE3934545A1

DE3934545A1 - Verfahren zum herstellen von ringfoermigen, mehrlagigen waermespeichern oder waermetauschern und danach hergestellter waermespeicher oder waermetauscher

Info

Publication number: DE3934545A1
Application number: DE19893934545
Authority: DE
Inventors: Eitel Fritz Haver; Stig G Carlquist
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-05-02
Also published as: DE3934545C2; JPH03136728A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von ringför migen, mehrlagigen Wärmespeichern oder Wärmetauschern aus Metalldraht geweben, die von gasförmigen oder flüssigen Medien durchströmt werden.

Die Erfindung betrifft ferner einen Wärmespeicher bzw. einen Wärmetau scher, der nach dem genannten Verfahren hergestellt ist.

Es ist ein Verfahren zum Herstellen von ringförmigen, mehrlagigen Wärme speichern oder Wärmetauschern bekannt, bei dem zunächst aus einer Metall drahtgewebebahn ringförmige Scheiben mit einem Mittelloch gestanzt wer den, die dann zu einem Stapel übereinandergelegt werden. Dieser Stapel wird in einer Preßvorrichtung einem Druck ausgesetzt, der zu einem kraftschlüssigen Aneinanderliegen der ringförmigen Drahtgewebescheiben führt. Der Stapel wird dann durch Sinterung in seiner Raumform fixiert.

Der ringförmige Stapel kann an der Innenseite und an der Außenseite von einer Hülse eingefaßt werden. Diese in ihrem Querschnitt U-förmigen Hül sen erfassen mit ihren Seitenstegen nur den Innen- und Außenrandbereich des Scheibenstapels, so daß der von den Hülsen nicht erfaßte Teil des ringförmigen Drahtgewebekörpers von erwärmten gasförmigen oder flüssi gen Medien axial durchströmt werden kann. Hierbei geben die gasförmigen oder flüssigen Medien den größten Teil ihrer Wärmeenergie an den Draht gewebekörper ab.

Beim Stanzen der ringförmigen Scheiben mit Mittelloch aus einer Draht gewebebahn ergibt sich ein Verschnitt von bis zu siebzig Prozent, so daß das bekannte Verfahren kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfah ren so zu gestalten, daß ein Verschnitt an dem das Ausgangsmaterial bildenden Metalldrahtgewebe nicht auftritt und ringförmige Wärmespei cher oder Wärmetauscher gleicher Höhe, jedoch unterschiedlicher Durch messer unter Verwendung eines oder mehrerer Metalldrahtgewebestreifen oder einer oder mehrerer Metalldrahtgewebebahnen, die in ihren Außenab messungen übereinstimmen, gefertigt werden können.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Innenlage ein Metalldrahtgewebestreifen ein- oder mehrlagig verwendet wird, auf die nachfolgend eine Vielzahl von Lagen eines oder mehrerer Feindraht gewebestreifen unter gleichmäßiger oder wechselnder Spannung gewickelt werden und abschließend als Außenlage ein Metalldrahtgewebestreifen ein- oder mehrlagig gewickelt vorgesehen und der Wickel gesintert wird.

Da beim erfindungsgemäßen Verfahren das Stanzen von ringförmigen Draht gewebescheiben mit Mittelloch entfällt, bei dem sowohl im Bereich der Innenöffnung als auch im Außenbereich ein Materialverschnitt auftritt, werden die Stückkosten für den ringförmigen Wärmespeicher oder den Wär metauscher erheblich herabgesetzt.

Auch die Fertigung von ringförmigen Wärmespeichern oder Wärmetauschern gleicher Bauhöhe, jedoch mit unterschiedlichen Innen- und Außendurch messern ist insofern vorteilhaft, als Drahtgewebestreifen oder Drahtgewe bebahnen mit gleichen Außenabmessungen genutzt werden können.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen ringförmigen Wärmespei chers oder Wärmetauschers ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den ringförmigen Wärmespeicher oder Wärmetauscher in einem Ver tikalschnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele für Stütz- oder Schutzgewebe, die als Innen- oder Außenlage des Drahtgewebekörpers verwendet wer den können, und

Fig. 5 ein Feindrahtgewebe, das als Wärmespeichergewebe einsetzbar ist.

Der ringförmige Wärmespeicher oder Wärmetauscher nach der Fig. 1 wird aus Metalldrahtgewebestreifen gewickelt und durch Sinterung zu einem formstabilen Körper fixiert.

Der ringförmige Körper weist eine Innenlage 1 und eine Außenlage 2 auf. Diese Innenlage und Außenlage werden z. B. aus Metalldraht-Stütz- oder Schutzgeweben hergestellt, wie sie in den Fig. 3 oder 4 aufgezeigt sind.

Das Gewebe nach der Fig. 3 ist ein starkes Drahtgewebe, und zwar eine RPD-Panzertresse 50×14 Drähte je cm aus 0,20/0,40 mm.

Die Decklage 2 ist in der Fig. 4 dargestellt. Es handelt sich um das starke Drahtgewebe SPW mit einfachen Kettdrähten.

Zwischen der Innenlage 1 und der Außenlage 2 ist ein Wickel 3 aus einer Vielzahl von gewickelten Lagen eines oder mehrerer Feindrahtgewebestrei fen oder -bahnen gleicher oder unterschiedlicher Maschenweiten angeord net. Bei der Erstellung des Wickels 3 kann ein Feindrahtgewebe 4 ver wendet werden, wie es in der Fig. 5 aufgezeigt ist. Hierbei handelt es sich um ein Quadrat- oder Langmaschen-Feindrahtgewebe mit etwa 40 bis 100 Drähten je cm, Maschenweite w 0,200 bis 0,063 mm, Drahtdurchmesser d 0,10 bis 0,04 mm.

Die Anzahl der Lagen bzw. der Wicklungen richtet sich nach der Draht gewebesorte und dem Füllfaktor.

Der Füllfaktor wird nach dem Gewicht des Wärmespeichergewebes im Ver hältnis zum Gewicht eines massiven Ringes ermittelt. Der Füllfaktor beträgt zwanzig bis sechzig Prozent.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stirnseiten 5 und 6 des Wickels mit im Querschnitt U-förmigen Rin gen 7 eingefaßt.

Der Außendurchmesser Da des Wärmespeichers bzw. des Wärmetauschers liegt im allgemeinen in einem Bereich von 50 bis 250 mm. Der Innen durchmesser Di beträgt fünfzig bis fünfundsiebzig Prozent vom Außen durchmesser.

Der Wärmespeicher bzw. Wärmetauscher kann in Richtung der in die Fig. 1 eingefügten Pfeile, also von innen nach außen oder von außen nach innen radial von einem Medium durchströmt werden. Ein erwärmtes Gas wird von außen nach innen durch den Wärmespeicher geführt, so daß die Temperatur des Mediums von z. B. 600°C auf 90°C reduziert wird. Am äußeren Umfang steht dem ausströmenden Gas eine größere Drahtgewebeoberfläche zur Ver fügung als bei der Ausströmung, die bei heruntergekühlten Temperaturen stattfindet. Der Wärmespeicher gibt dann die vom gasförmigen Medium aufgenommene Wärme beim nächsten Zyklus wieder ab oder konserviert die Wärme bei einem single-zyklischen Betrieb für einen berechenbaren Zeit raum. Ein aufzuheizendes Medium wird von innen nach außen durch den Wärmespeicher geführt.

Die erfindungsgemäßen Wärmespeicher werden bei Maschinen eingesetzt, die nach dem Stirling-Prinzip arbeiten. Sie werden ferner in Kälte maschinen mit geschlossenem Heliumgas-Kreislauf statt des umweltschäd lichen Freon verwendet.

Bezugszeichen:

1 Innenlage
2 Außenlage
3 Wickel
4 Feindrahtgewebe
5 Stirnseite
6 Stirnseite
7 Ring

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von ringförmigen, mehrlagigen Wärmespei chern oder Wärmetauschern aus Metalldrahtgeweben, die von einem gas förmigen oder flüssigen Medium durchströmt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß als Innenlage (1) minde stens ein Metalldrahtgewebestreifen ein- oder mehrlagig verwendet, auf die nachfolgend eine Vielzahl von Lagen eines oder mehrerer Feindrahtgewe bestreifen unter gleichmäßiger oder wechselnder Spannung gewickelt wer den und abschließend als Außenlage (2) ein Metalldrahtgewebestreifen ein- oder mehrlagig gewickelt vorgesehen und der Wickel (3) gesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Feindraht gewebestreifen mit unterschiedlichen Maschenweiten verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Feindraht gewebestreifen ein Quadrat- oder Langmaschen-Feindrahtgewebe verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen lage (1) und die Außenlage (2) aus einem starken Drahtgewebe gebildet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stirnseiten (5, 6) des Wickels (3) mit im Querschnitt U-förmigen Ringen (7) eingefaßt werden.

6. Wärmespeicher oder Wärmetauscher, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen aus Metall drahtgewebestreifen oder -bahnen unter Spannung gewickelten und in einer Raumform durch Sinterung fixierten Körper, der sich aus mindestens einer Innenlage (1) und aus mindestens einer Außenlage (2) aus einem Metall drahtgewebe und aus einer Vielzahl von gewickelten Lagen eines oder mehrerer Feindrahtgewebestreifen oder -bahnen mit gleichen oder unter schiedlichen Maschenweiten zusammensetzt und von einem gasförmigen oder flüssigen Medium radial durchströmbar ist.