-
Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere zur Erhitzung von Luft. Es
sind bereits WärmeaustauschvoTrichtungen bekannt, bei welchen der Wärmeaustausch
durch metallische Körper bewirkt wird, welche sich längs eines Weges verschieben,
der entgegengesetzt zu den zu erhitzenden Körpern verläuft, so daß sie auf einem
Teile ihres Umlaufes die während des anderen Teiles des Umlaufes aufgenommene Wärme
abgeben. So gibt es z. B. endlose Ketten, die besonders beim Wärmeaustausch zwischen
einem Gas und einer Flüssigkeit verwendet werden. Es sind auch Anordnungen bekannt,
bei denen Räder oder Scheiben von einer Flüssigkeit in die andere wandern, oder
feste, voneinander unabhängige Körper, die in geschlossenem Kreise wandern.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine metallische Kette, die einen besonders
guten Wärmeaustausch zwischen zwei Gasen ergibt, und bei welcher die Anordnung der
Zuführung dieser Gase zu dem von der Kette durchlaufenen Teil der Vorrichtung besonders
ausgebildet ist.
-
Gemäß der Erfindung verschiebt sich die Kette senkrecht zu den Bewegungsrichtungen
der Gase, wobei jedes der Kettenglieder eine große Anzahl von gegeneinander versetzten
Einzelkörpern enthält, welche Hindernisse für den Durchfluß der strömenden Gase
bilden, so daß die Berührungsflächen zwischen diesen Körpern und dem Gase möglichst
groß geworden sind.
-
Das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Mittel durchströmen die
Glieder der Kette in entgegengesetzter Richtung, wobei die Seiten der Kette, in
welche die heißen Gase eingetreten sind, als Austritt für die zu erhitzenden Gase
dienen.
-
Als Beispiel ist nachstehend eine Ausführung dieser Vorrichtung beschrieben
und auf den Zeichnungen schematisch dargestellt.
-
Abb.-i ist eine Seitenansicht.
-
Abb. z ist ein Schnitt nach Linie A-B der Abb. i senkrecht zu den
beiden Schenkeln der Förderkette.
-
Abb.3 zeigt schematisch die Anordnung der Gasleitungen. Die Abb. 4
und 5 zeigen in vergrößertem Maßstabe bzw. im Schnitt und in Draufsicht einzelne
der Elemente und einen Teil der Kette, Abb. 6 die Anordnung der Heizstäbe.
-
Abb. 7 und 7' zeigen einen senkrechten bzw. wagerechten Schnitt einer
Abdichtungsv onichtung für die Leitungen. Die Abb. 8, 9, i o, i r veranschauä chen
verschiedene Ausführungsformen des Aufbaues der Vorrichtung und der Gasleitungen.
Der
wandernde Wärmeträger besteht aus einer endlosen gewöhnlichen Kette i (Gallsche
Kette). Die Kette hat einen oder mehrere gleichgerichtete Schenkel und liegt auf
Rollen 2 und 3 auf, in deren Zähne die Kettenglieder in üblicher Weise eingreifen.
Eines dieser Mitnehmerräder wird durch einen beliebigen Motor in Umdrehung und damit
die Kette in Bewegung gesetzt. Diese trägt eine beliebige Anzahl von -.-Einzelelementen
4, welche aus bodenlosen, mit eingebauten Heizstäben versehenen Kästen bestehen.
-
Bei der in Abb. i dargestellten Ausführung geht der obere Schenkel
i' des wandernden Wärmeträgers durch die Leiturig 5 des wärmeabgebenden Stromes
hindurch und der untere Schenkel i" durch die Leitung 6 des wärmeaufnehniend@en
Stromes. -Beide Leitungen werden beispielsweise in der in Abb.3 dargestellten Weise
angeordnet.
-
Jedes Einzelelement des `ä;ddernden Wärmeträgers besteht aus _ einem
Kasten (Abt.4 und 5) mit zwei Querwänden 8 und 9 und zwei Längswänden i o und i
i, die auf dem wagerecht verlaufenden Teil der Kette senkrecht stehen. Innerhalb
des Kastelns., sind. sgnkrecli.te- Zwischenwände i2, 13 eingesetzt, welche denselben
versteifen und in drei unter sich gleiche Abteile zerlegen.. . . .. . . : .
-
Die Kettenglieder 162 17 sind mit den Zwischenwänden 12, 13
verbolzt zwecks Festhaltens- .der Kästen auf den. Ketten. Die. voraufgehenden Kettenglieder
18, 19 und die folgenden, 20, 21, sind in üblicher Weise geleiile;ig#mit
den zwischenliegenden, 16, 17, verbunden und werden in geeignetem Abstand
durch Querriegel festgehalten,..wovon einzelne mit den Mitnehmerzähnen der Räder
2 und 3 kämmen.
-
Die Querwände der aufeinanderfolgenden Kästen sind in ihrer. -aufgerichteten
Lage gegenseitig... so genähert, daß . zwischen ihnen ziur ein .enger Spalt-von
wenigen Millimetern. für den Durchtritt der Gase besteht. Diese Wände -tragen ihrerseits
ebenfalls, wie die Heizstäbe, zum Austausch, der Temperatur bei. .. Der :-Innenraum
sämtlicher Abteile der Kästen wird mit aus wärmespeicherndem Stoff hergestellten
Stäben - in der-Abbildung.sind Metallstäbe gewählt - runden Querschnittes angefüllt;
.die versetzt zueinander stehen und einen - gegenseitigen @:°fieststehenden Abstand
halten.; Jedoch. könneh, diese Abstände von unten nach ,oben veränderlich sein.
-
.Auf jeden- . Stab 24 (Abt. 5) sind- --zwei runde'MetaRscheiben..-jrS-aufgesetzt.
-Sie werden heiß -aufgezogen, #damit sie sich., auch bei den höchsten Temperaturen
nicht lockern. Sie können auf den Stäben an beliebigex Stelle.-.angebracht..werden._
." -Durch diese Anordnung sind die Stäbe praktisch voneinander wärmetechnisch isoliert.
Die Durchgangsdauer derselben durch die einzelnen Leitungen beträgt in der Regel
weniger als eine Minute. Die Wärmemenge, die in dieser Zeit von einem Stab auf den
andern durch die Scheiben übertreten kann, ist -nur gering. Die Gasmenge, welche
zu beiden Seiten des Körpers strömen kann, ohne durch denselben selbst hindurchzugehen,
ist gezwungen, ihren Weg zwischen Rahmen und Schiene 40' (Abt. z) zu nehmen. Dieser
Verlust kann aber unberücksichtigt bleiben.
-
Es ist anderseits wichtig, zu vermeiden, daß Gase aus der Heizleitung
in die zu erhitzende Leitung übertreten und umgekehrt. Dies erreicht man mittels
einer Abdichtungsvorrichtung, welche beispielsweise in Abb. 7 dargestellt ist.
-
Die Wand 28 ist die Abschlußwand der die Heizgase führenden Leitung.
Man ordnet parallel zu dieser Endwand eine zweite Wandung 27 aü, in einem Abstand,
der ungefähr dreimal der Länge eines einzelnen Kastens ,entspricht. Zwischen diesen
Wänden 28 und 27 ruht der Apparat auf einer vollen Blechplatte 31 auf, welche an
dieser Stelle die Gleitschiene ersetzt.
-
Die Möglichkeit, daß an diesem unteren Teil Gase austreten, ist infolgedessen-auf
ein Mindestmaß beschränkt. Auf den oberen Teil des Wärmeträgers ist eine zweite
Bldchplatte 32 schleifend aufgesetzt, welche durch ihr Gewicht oder durch Federn
33 auf die Körper aufgedrückt wird. Dieses Deckblech 32. steht durch biegsame Abdichtungen
34 und 35 mit den Wandungen 28 und 27 in. Verbindung und verhindert seitliche Gasübertritte.
-
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist nachstehende: -Der wandernde
Wärmeträger (Abt. 8). tritt bei a in die Leitung des wärmeabgebefiden Stromes. Auf
seinem Wege von a nach b. nimmt die Temperatur der einzelnen Alemente des
Wärmeträgers zu: Ixrfolgedesseü haben die Gase nach Durchtritt durch "den Wärmeträger
von a nach b ungleiche Temperaturen, die von a' nach
b' zunehmen.. M.äri kann jedoch diesen Temperaturunterschied.in dem. senfechten
Teil des Gasstromes auf einen annehmbaren Wert herabsetzen, -wenn man die Anzahl
der Stabreihen in deü:-ein#_ zelnen Kästen einerseits und die Geschvvindigkeit der
Bewegung :des Wärmeträgers anderseits in ein geeignetes Verhältnis zueinander bringt.
-Will män eine wesentlich..gleiche Texnperätur in allen Teilen des Gasstromes erhalten,
so bestehen verschiedene Möglichkeiten hierzu. Man kann beispielsweise nebeneinander
zwei gleiche Wärmeträger, die- mit gleicher
Geschwindigkeit in
entgegengesetzter Richtung wandern, anordnen. In diesem Falle wäre an jeder Stelle
des austretenden Gasstromes die mittlere Temperatur der aus dein einen und dem andern
Wärmeträger austretenden Gase gleich. Jedoch ist ,es in den meisten Fällen unnötig,
auf diese Anordnung zurückzugreifen.
-
Die hintereinanderliegenden Elemente des Wärmeträgers, der in der
angegebenen Weise erhitzt wurde, treten nach Durchtritt durch die Abdichtungsvorrichtung
bei c in die Leitung der zu erwärmenden Gase. Zwischen b und c verläuft der Wärmeträger
im Innern eines Gehäuses, welches mit Wärmeschutzmitteln überdeckt ist. Die Elemente
kühlen während des Durchganges durch den zu erhitzenden Strom von c nach d ab.
-
In Abb. 9 ist eine einfache Bauart der nach der Erfindung ausgebildeten
Vorrichtung dargestellt. Der wärmeabgebende Strom geht bei 5 und der zu erhitzende
Strom bei 6 nach unten. In diesem Falle sind äußerst einfache Leitungsverhältnisse
möglich.
-
Eine andere Anordnung ist in Abb. i o dargestellt.
-
Die Kettenschenkel i, i' und i" des Wärmeträgers, welche über die
Zahnräder 2 und 3 laufen, bilden mit dein Gehäuse 5o, durch welches sie; hindurchtreten,
und mit der inneren Wand 51 einen Raum, dessen äußerer Teil 52 finit der Eintrittsleitung
53 des Stromes, deren innerer Teil 54 mit der Austrittsleitung 55 in Verbindung
steht. Der Gasstrom tritt von dem einen in den anderen Teil in Richtung der Pfeile
durch die beiden Schenkel i' und i" der Vorrichtung über.
-
Die andere Gasleitung wird in ähnlicher Weise angeordnet. Diese Einrichtung
gestattet zahlreiche Abänderungen, wodurch sämtliche Teile der Kette zum Austausch
der Wärmemengen verwendbar werden, auch diejenigen, welche jeweilig mit den Zahnrädern
2 und 3 in Eingriff stehen.
-
Man kann die Vorrichtung auch senkrecht (Abb. i i) nach Art eines
Paternosterwerkes anordnen.
-
Wie aus Abb.2 ersichtlich ist, ruhen die wagerechten Schenkel der
Vorrichtung auf Schienen 40 und schleifen auf denselben.
-
Es ist bei Abb. 2 wesentlich, daß die Schienen und deren Unterlagen
stets auf der kältesten Seite der Einzelkörper angeordnet sind, um Verbiegungen
der Schienen und ihrer Träger durch die Hitze zu verhindern. Die wichtigste Anwendung
der Vorrichtung ist die als Wärmerekuperator für Dampfkessel.