DE6806892U - Vorrichtung zum abdichten von rotierenden waermetauschern - Google Patents

Description

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Werk MUnoheix

München, den I3.N0V. I968

Vorrichtung zum Abdichten von rotierenden Wärmetauschern.

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten von rotierenden Wärmetauschern mit im Gehäuse fest angebrachten und auf deren rotierender Oberfläche gleitenden Dichtungselement en.

Rotierende Wärmetauscher werden bei Gasturbinen angewendet, um einen günstigen spezifischen Brennstoffverbrauch besonders im Teillastgebiet zu erreichen. Die Wärmetauscher sind als trommel- oder scheibenförmige Körper ausgebildet, die aus eine.' Metall-, Glas oder Keramik-Wabenstruktur bestehen und mit geringer Umdrehungsgeschwindigkeit umlaufen. Ihre wirksame Oberfläche, durch die heißes bzw. kaltes Oas strömt, wird durch Gasleitungseinrichtungen in zwei Sektoren unterteilt, die zur Führung dieser Gase dienen.

Die fest angebrachten GasZuleitungen zum Wärmetauscher und Gas· ableitungen vom Wärmetauscher müssen sowohl nach außen als auch gegeneinander gasdicht sein. Diese Abdichtung wird bei den bis-

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herigen Ausführungen von Wärmetauschern mit Diohteles«enten z.B. Dlchtleisfcen erreicht, die auf der umlaufenden Oberfläche dee Wärmetauschers gleiten. Diese bekannte Anordnung der Dichtleisten hat aber den Nachteil» daß sowohl sie selbst als auch die Außenn»ant«lfläche des Wärmetauschers damit einem gewissen Verschleiß unterliegen« wodurch eine erforderliche betriebssichere und langlebige Abdichtung nicht hinreichend ge« währleistet is⁴-.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde« eine Abdichtung bei den fest angebrachten Oaszuleitungen sum Wärmetauscher und Gasableitungen vom Wärmetauscher sowohl nach außen als auch gegeneinander zu schaffen, die infolge einer fast ausgesohalteten Verschleißwirkung eine zuverlässige betriebssicher« Abdichtung sicherstellt.

Dies wird nach der Neuerung dadurch erreicht» daß zum Zwecke einer zuverlässigen Abdichtung zwischen den im Gehäuse fest angebrachten Dichtungselementen und dem rotierenden Wärmetau·· scher temperaturbeständige zylinder- oder kegelförmige Dichtungskörper auf der Oberfläche der Wärmetauscher abrollend angeordnet sind. Zweckmäßig ist es, wenn die zylinder- oder kegel· förmigen Dichtungskörper zur Verhinderung oder zur erwünschten Erzielung einer Relativbewegung zwlsohen ihnen und der Mantel·» fläche des Viärsetauscher-e Bit einen eigenen Antrieb versehen sind. Schließlich ist es noch vorteilhaft» wenn die getriebe-

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ηβη zylinder- oder kegelförmigen DlohtungskOrper als AntrleB für den Wärmetauseher vorgesehen sind.

In der Zeichnung sind zwei AusfUhrungsbeispiele des Gegenstandes gemäß der Neuerung sohematlsoh dargestellt.

Es zeigent

Fig. 1 eisen Längsschnitt durch eiaea trommel-

föraigen Wärmetauscher dt einer Dichtung nach der Neuerung

Flg. 2 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 1 entlang der Linie H-II

Flg. 3 einen Sohnitt nach der Linie XXX-IZI gemäß Flg. 1

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines scheibenförmigen Wärmetauscher mit einer neuerungsgemäßen Abdichtung und

Flg. 5 einen Sohnitt nach der Linie V-V der Fig.

Der Wärmetauscher weist ein Gehäuse 1, einen oberen Druckmittelverteller 2, einen unteren Druokmittelsammler 2a und den langsam Im Gehäuse 1 drehenden, trommelföreigen eigentlichen WKrmetau-•cherkörper 5 aus einer am Rand verstärkten Metall- Gas- oder Keraallc-Wabenstruktur auf. Das ßehäue« i besteht Ib einzelnen aus je swel äußeren und zwei inneren Randringen 4 und den beiden Badscheiben 5. Dieses Gehäuse 1st durch eine Trennwand 6 in einen

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oberen und in einen unteren Tell unterteilt. Der obere Teil weist in der einen Bndsehelbe eine Aualaßöffnung 7, der untere Teil in der anderen Endscheibe eine Einlaßöffnung 8 auf. Dw obere Druekmittelverteller 2 weist entsprechend einen DruokmitteleinlaBstutzen 9, der untere Druckmittelssamder 2a «inen DruokmlttelauslaBstutzen Io auf. Beide Stutzen sind um I8o° gegeneinander versetzt.

Durch die Einlaßetutzen 9 soll das wärmeabgebende Strömungsmedium (Gas) in den Druckmitttiverteiler 2 gelangen, den Wärmetausoherkörper 5 auf dessen halbem, oberem Itafang radial von außen nach innen durchströmen und seine Wärme an den Wärmetauscherkörper abgeben. Das gekühlte Gas gelangt nach der Umlenkung in die axiale Strömungsrichtung durch die Aualaßöffnung 7 aus dem Wärmetauscher heraus. Das durch den Wärmetauscher 3 aufzuheizende Gas gelangt über die Einlaßöffnung 8 mit axialer ZuatrÖmrlehtung in den unterhalb der Trennwand 6 liegenden Gehäuseteil und durchströmt nach der Umlenkung in die radiale Strömungsrichtung den Wärmetauscherkörper 5 von innen nach aussen. Es entnimmt dabei dem Wärmetausoherkörper die vorher aufgenommene Wärme, über den Druckmittelsammler 2a und den Auslaßstutsen Io verläßt das nunmehr aufgewärmte Gas den Wärmetauscher. Der Wärmetausoherkörper nimmt also im Jeweils oberen Teil von heißeren Gas Wärme auf, um diese Wärme dann im Jeweils unterem Teil an daa kälter« Das abzugeben.

Zur versehleißfreien, dichtenden Trennung zwischen dem oberen Värmetauscherteil und den unteren Wärmetausoherteil im Bereich der Trennwand 6 und der Verbindungsstelle zwischen Druckmittelverteiler 2 und druckmittelsammler 2a ist nun eine Dichtung gemäfi der Neuerung wie folgt vorgesehen* um die beiden Wärmetauschertelle zuverlässig gegeneinander abzudichten. Je eine Walze 11 aus dichtendem» wäraefestea Material stützt sioh beiderseits der Trennwand 6 einerseits an der Innenseite des Wärmetausoherkurpers J5 andererseits an der Trennwand 6 bzw. den inneren Randringen 4 ab. In der gleichen Ebene stützen sich 5 zwei weitere Walzen 12 aus gleichem Material einerseits an eine Dichtleiste Γ zwischen den äußeren Randringen 4 bzw. der Verbindung zwischen Drueknlttelverteiler und Druckmittelsammler ab. Wesentlich ist, daS die Werkstoffpaarung zwischen den Walzen 11« 12 und den Auflagefläohen der Walzen eine zuverlässige, verschleißfreie Dichtung ergibt.

Bei der Anordnung der Figur». 4, 3 ist der trommelförmige Wärmetauscher 3 der vorbeschriebenen Anordnung in an sich bekannter Weise und in ebenfalls an sich bekannter Anordnung durch einen scheibenförmigen Wäraetauscherkörper J>o ersetzt und ist das den Wärmetausoherkörper als Gasführung umgebende Gehäuse dieser Scheibenform des Wärmetausoherkörpers angepaßt. Es ist auch hier das Prinzip der Anwendung drehender Dichtwalzen 11, 12 zur Trennung tischen den beiden Wäraetausohert-eilen beibehalten* Die Walzen können dabei in der weiteren Ausgestaltung der Neuerung

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wahlweise als Kegel ausgebildet «ein, so daß keine relative Bewegungen zwischen dieser Walze und dem Wärmetauscherkurper bei dessen Umlauf eintritt. Der Vorteil 1st dabei ein extrem geringer Verschleiß.

Zum gegebenenfalls vorgesehenen Zwangsantrieb der Dichtwalzen ist ein Zapfen 14 der Walzen aus den Gehäuse herausgeführt und über ein Zahnradgetriebe von einen Motor angetrieben. Es ist dabei vorteilhaft, die Zahnräder aller Walzen miteinander zu koppeln, so daß mit einen Antriebsmotor auszukommen ist. Bei entsprechender Materialpaarung zwischen den Dichtwalzen und ihren Abrollflächen kann der Umlauf des Wärmetauscherkßrpers über diesen Antrieb der Dichtwalzen bewirkt werden.

Claims (3)

I 1 I ■ II Il ι ι ti ι > Il I wtAn MASCHINENFABRIK AU03BUR0 NÜRNBERG Aktiengesellschaft Werk MUnohen München, deni}. Nov. I968 SchutzansprUche ,

1. Vorrichtung zum Abdichten von rotierenden Wärmetauschern mit in Gehäuse fest angebrachten auf deren rotierender Iberfläche gleitenden Dichtungeelenienten, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweoke einer Abdichtung mit geringem Verschleiß zwischen den im Gehäuse (1) fest angebrachten Dichtungselementen und dem rotierenden Wärmetauscher (2) temperaturbeständige zylinder- oder kegelförmige Diohtungskörper (5) auf der Oberfläche des Wärmetauschers (2) abrollend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die zylinder- oder kegelförmigen Diohtungskörper (?) zur Verhinderung oder zur- erwünschten Erzielung einer Relativbewegung zwischen ihnen und der Oberfläche des Wärmetauschers (2) mit einem eigenen Antrieb versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafl die angetriebenen zylinder- oder kegelförmigen Dichtungskörper (3) als Antrieb für den Wärmetauscher (2) vorgesehen sind.