DE69704576T2 - Wärmeübertragungselement für regenerative vorwärmer - Google Patents
Wärmeübertragungselement für regenerative vorwärmerInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft regenerative Drehluftvorwärmer für die Übertragung von Wärme aus einem Rauchgasstrom auf einen Verbrennungsluftstrom. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Wärmeübertragungsfläche eines Luftvorwärmers.
- Regenerative Drehluftvorwärmer werden gemeinhin zur Übertragung von Wärme von aus einem Ofen austretenden Rauchgasen auf die einströmende Verbrennungsluft verwendet. Herkömmliche regenerative Drehluftvorwärmer weisen einen in einem Gehäuse drehbar angebrachten Rotor auf. Der Rotor stützt Wärmeübertragungsflächen, die durch Wärmeübertragungselemente für die Übertragung von Wärme von den Rauchgasen auf die Verbrennungsluft definiert werden. Der Rotor weist radiale Trennwände oder Membranen auf, die dazwischen Fächer zum Stützen der Wärmeübertragungselemente definieren. Sektorplatten erstrecken sich quer über die obere und untere Fläche des Rotors und teilen so den Vorwärmer in einen Gassektor und einen Luftsektor. Ein heißer Rauchgasstrom wird durch den Gassektor des Vorwärmers geleitet und überträgt Wärme auf die Wärmeübertragungselemente an dem sich kontinuierlich drehenden Rotor. Dann werden die Wärmeübertragungselemente zum Luftsektor des Vorwärmers gedreht. Dadurch wird der über die Wärmeübertragungselemente gerichtete Verbrennungsluftstrom erwärmt. Bei anderen Formen von regenerativen Vorwärmern sind die Wärmeübertragungselemente feststehend und die Luft- und Gaseinlaß- und -auslaßhauben drehen sich.
- An Wärmeübertragungselemente für regenerative Luftvorwärmer werden mehrere Anforderungen gestellt. In erster Linie muß das Wärmeübertragungselement den erforderlichen Grad an Wärmeübertragung oder Energierückgewinnung für eine gegebene Tiefe des Wärmeübertragungselements liefern. Bei herkömmlichen Wärmeübertragungselementen für Vorwärmer werden Kombinationen aus flachen oder gerippten Preß- oder Walzpreßstahlblechen oder -platten verwendet. Wenn sie kombiniert sind, bilden die Platten Strömungsdurchgänge für die Bewegung des Rauchgasstroms und Luftstroms durch den Rotor des Vorwärmers. Die Oberflächenauslegung und die Anordnung der Wärmeübertragungsplatten sorgt für Kontakt zwischen benachbarten Platten, um die Strömungsdurchgänge durch das Wärmeübertragungselement zu definieren und aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus müssen die Wärmeübertragungselemente für eine gegebene Tiefe der Wärmeübertragungselemente einen minimalen Druckabfall erzeugen und des weiteren in ein kleines Volumen passen.
- Wärmeübertragungselemente werden durch teilchenförmiges Material und kondensierte Verunreinigungen, die gemeinhin als Ruß bezeichnet werden, im Rauchgasstrom verschmutzt. Deshalb ist ein weiterer wichtiger Leistungsfaktor eine geringe Neigung der Wärmeübertragungselemente zu starker Verschmutzung und darüber hinaus eine leichte Reinigung des Wärmeübertragungselements bei Verschmutzung. Eine Verschmutzung der Wärmeübertragungselemente wird herkömmlicherweise durch eine Rußblasausrüstung entfernt, die einen druckbeaufschlagten trockenen Dampf oder eine solche Luft abgibt, um das teilchenförmige Material, die Beläge und die Verunreinigungen von den Wärmeübertragungselementen durch Aufprall zu entfernen. Deshalb müssen es die Wärmeübertragungselemente gestatten, daß die Rußblasenergie ihre Schichten mit genügend Energie zur Reinigung der von der Rußblasausrüstung weiter weg angeordneten Wärmeübertragungselemente durchdringt. Des weiteren müssen die Wärmeübertragungselemente dem Verschleiß und der Ermüdung widerstehen können, die mit Rußblasen einhergehen.
- Ein anderer Faktor bei der Ausführung von Wärmeübertragungselementen besteht darin, daß sie durch die Tiefe der Wärmeübertragungselemente eine Sichtlinie aufweisen. Die Sichtlinie gestattet die Erfassung von Heißstellen oder Frühstadien von Bränden an den Wärmeübertragungselementen durch Infrarot- oder andere Heißstellenerfassungssysteme. Durch eine schnelle und akkurate Erfassung von Heißstellen und gerade entfachten Elementbränden wird eine Beschädigung des Vorwärmers auf ein Minimum reduziert.
- Bei herkömmlichen Vorwärmern werden in der Regel mehrere Schichten unterschiedlicher Arten von Wärmeübertragungselementen am Rotor eingesetzt Der Rotor weist eine am Rauchgasauslaß angeordnete Kaltendenschicht, eine Zwischenschicht und eine am Rauchgaseinlaß angeordnete Heißendenschicht auf. In der Regel werden bei der Heißendenschicht Elemente zur starken Wärmeübertragung eingesetzt, die so ausgeführt sind, daß sie die höchste relative Energierückgewinnung für eine gegebene Wärmeübertragungselementtiefe liefern. Diese Elemente zur starken Wärmeübertragung weisen in der Regel offene Strömungskanäle auf, die die starke Wärmeübertragung bereitstellen, aber es der Energie von dem Rußblasstrom gestatten, sich bei ihrem Weg in die Elemente zu verteilen oder auszubreiten. Durch die Ausbreitung des Rußblasstroms wird der Reinigungswirkung auf das am nächsten zum Rußblasstrom liegende Wärmeübertragungselement und auch auf weiter weg angeordnete Wärmeübertragungselementschichten stark verringert.
- Die höchsten Verschmutzungsgrade erfolgen in der Regel in der Kaltendenschicht, was zumindest teilweise auf Kondensation zurückzuführen ist. Die schräg ausgerichteten Strömungskanäle herkömmlicher Elemente zur starken Wärmeübertragung schließen ihre Verwendung in der Kaltendenschicht oftmals aus, weil die Rußblasenergie während des Eindringens in solche Elemente zur starken Wärmeübertragung stark zerstreut wird. Um Wärmeübertragungsflächen bereitzustellen, die ein effektives und wirksames Reinigen durch Rußblasen gestatten, mußten in der Regel bei der Wärmeübertragung und Energierückgewinnung Kompromisse geschlossen werden. Zur Verringerung der Zerstreuung von Rußblasenergie werden geschlossene Kanalelemente eingesetzt. Geschlossene Kanalelemente sind in der Regel nur an den Enden der Kanäle offen. Die Kanäle sind vorzugsweise gerade und stehen nicht in Strömungsverbindung. Wärmeübertragungselemente mit geschlossenen Kanälen müssen jedoch im allgemeinen doppelt so tief sein, um eine im Vergleich zu herkömmlichen Elementen zur starken Wärmeübertragung mit schräg ausgerichteten Strömungskanälen äquivalente Wärmeübertragungskapazität zu liefern.
- Bei einem Test an einem herkömmlichen Kaltendenwärmeübertragungselement mit geschlossenen Kanälen wurde zum Beispiel gemessen, daß die Rußblasenergie durch das Vorhandensein des Wärmeübertragungselements nur um 4% verringert war. Der gleiche Test eines Elements zur starken Wärmeübertragung mit schräg ausgerichteten und miteinander verbundenen Strömungskanälen mit nur der halben Tiefe des Kaltendenwärmeübertragungselements, jedoch einer äquivalenten Wärmeübertragungskapazität, führte jedoch zu einer Verminderung der Rußblasenergie von über 55%.
- Kurz gefaßt ist die Erfindung ein verbessertes Wärmeübertragungselement für die Übertragung von Wärme aus einem Rauchgasstrom auf einen Luftstrom in einem regenerativen Drehluftvorwärmer. Das Wärmeübertragungselement umfaßt eine erste Wärmeübertragungsplatte, die äquidistant seitlich beabstandete, zueinander parallele Kerben definiert. Die Kerben verlaufen vorzugsweise in Längsrichtung über die gesamte Tiefe des Wärmeübertragungselements. Jede Kerbe ist aus parallelen Doppelstegen gebildet, welche sich vorzugsweise symmetrisch von einander gegenüberliegenden Seiten der ersten Wärmeübertragungsplatte erstrecken. Zwischen den geraden Kerben sind Wellungen positioniert, die vorzugsweise in einem Winkel zu den Kerben ausgerichtet sind. Die erste Platte steht mit einer zweiten benachbarten Wärmeübertragungsplatte in Kontakt.
- Die zweite Wärmeübertragungsplatte weist gerade, äquidistant seitlich beabstandete, zueinander parallele flache Abschnitte auf. Die flachen Abschnitte erstrecken sich vorzugsweise auch in Längsrichtung über die Tiefe des Wärmeübertragungselements. Die flachen Abschnitte auf der zweiten Wärmeübertragungsplatte stehen in entsprechender gegenüberliegender Beziehung zu den Kerben auf der ersten Wärmeübertragungsplatte. Die Stege der Kerben auf der ersten Wärmeübertragungsplatte stehen in allgemeinem Linienkontakt mit den flachen Abschnitten auf der zweiten Wärmeübertragungsplatte. Die zweite Platte weist des weiteren Wellungen auf, die zwischen den flachen Abschnitten positioniert und vorzugsweise in einem Winkel zu ihnen ausgerichtet sind. Deshalb verlaufen die Kerben und die flachen Abschnitte sowohl der ersten als auch der zweiten Wärmeübertragungsplatte zueinander parallel. Die erste und die zweite Wärmeübertragungsplatte definieren zusammen zwischen sich allgemein gerade Kanäle.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung definiert ein Stapel allgemein identischer Wärmeübertragungsplatten ein Wärmeübertragungselement. Jede Wärmeübertragungsplatte weist gerade, äquidistant seitlich beabstandete, zueinander parallele Kerben auf. Zwischen den Kerben und parallel dazu wechseln sich gerade, äquidistant beabstandete, zueinander parallele flache Abschnitte ab. Die Kerben und flachen Abschnitte der Wärmeübertragungsplatten sind zueinander parallel. Der Abstand von jeder Kerbe zur nächsten benachbarten Kerbe und von jeder Abflachung zur nächsten benachbarten Abflachung ist allgemein gleich. Darüber hinaus ist der Abstand zwischen allen benachbarten flachen Abschnitten und Kerben jeweils vorzugsweise gleich. Zwischen den abwechselnden Kerben und flachen Abschnitten befinden sich Wellungen, die in einem Winkel zu den Kerben und flachen Abschnitten ausgerichtet sind.
- Das Wärmeübertragungselement ist als Stapel der allgemein identischen Wärmeübertragungsplatten ausgeführt. Die Platten sind in allgemein zueinander paralleler Beziehung angeordnet, wobei jede zweite Platte um den halben Abstand zwischen einem Kerbenpaar versetzt ist. Bei Anordnung in dem Stapel befinden sich deshalb die Kerben einer Anfangswärmeübertragungsplatte in Oberflächenkontakt mit den flachen Abschnitten jeder benachbarten Wärmeübertragungsplatte, und die Kerben der benachbarten Wärmeübertragungsplatten stehen in Oberflächenkontakt mit den flachen Abschnitten der Anfangswärmeübertragungsplatte. Deshalb definieren die Anfangs- und die benachbarten Wärmeübertragungsplatten zwischen sich Kanäle. Die Kanäle sind an den Enden offen, damit ein Fluidmedium, wie zum Beispiel Rauchgas und Luft, dort hindurchströmen kann; sie sind jedoch an den sich in Längsrichtung erstreckenden Seiten effektiv geschlossen, um eine Zerstreuung von Rußblasenergie zu verhindern.
- Das erfindungsgemäße Wärmeübertragungselement liefert eine starke Wärmeübertragung und gestattet dabei ein wirksames und effektives Rußblasen. Die Wärmeübertragungsfläche liefert dank der Turbulenzen und Grenzschichtunterbrechungen, die durch die Wellungen auf den Wärmeübertragungsplatten eingeführt werden, einen hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad. Weiterhin stellt das Wärmeübertragungselement ein geschlossenes Elementprofil bereit, so daß die Rußblasenergie nicht zerstreut wird.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Wärmeübertragungselements mit einer verbesserten Wärmeübertragungskapazität.
- Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Wärmeübertragungselements, das ein verbessertes Rußblasen gestattet.
- Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Wärmeübertragungselements, das es der Rußblasenergie gestattet, die Wärmeübertragungsfläche mit einer Energie zu durchdringen, die ausreicht, die von der Rußblasausrüstung weiter weg positionierten Wärmeübertragungselemente zu reinigen.
- Diese und andere Aufgaben der Erfindung gehen aus einer Betrachtung der Beschreibung und der Zeichnungen hervor.
- Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines regenerativen Drehluftvorwärmers;
- Fig. 2 ist eine als Querschnitt ausgeführte Teilansicht des Rotors nach Fig. 1;
- Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragungselements nach Fig. 2;
- Fig. 4 ist eine Ansicht der Stirnseite des Wärmeübertragungselements nach Fig. 3;
- Fig. 5 ist eine perspektivische Teilansicht der Wärmeübertragungsplatte nach Fig. 3; und
- Fig. 6 ist eine Teilansicht der Stirnseite einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragungselements.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnungen wird ein herkömmlicher regenerativer Drehluftvorwärmer allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Luftvorwärmer 10 weist einen Rotor 12 auf, der drehbar in einem Gehäuse 14 angebracht ist. Der Rotor 12 besteht aus Membranen oder Trennwänden 16, die sich von einer Rotorstütze 18 aus radial zu dem Außenumfang des Rotors 12 erstrecken. Die Trennwände 16 definieren Fächer 17 dazwischen zur Aufnahme von Wärmeaustauschelementen 40.
- Das Gehäuse 14 definiert einen Rauchgaseinlaßkanal 20 und einen Rauchgasauslaßkanal 22 für die Strömung erwärmter Rauchgase durch den Luftvorwärmer 10. Weiterhin definiert das Gehäuse 14 einen Lufteinlaßkanal 24 und einen Luftauslaßkanal 26 für den Verbrennungsluftstrom durch den Vorwärmer 10. Sektorplatten 28 erstrecken sich neben der oberen und unteren Fläche des Rotors 12 quer durch das Gehäuse 14. Die Sektorplatten 28 teilen den Luftvorwärmer 10 in einen Luftsektor und einen Rauchgassektor. Die Pfeile der Fig. 1 zeigen die Richtung eines Rauchgasstroms 36 und eines Luftstroms 38 durch den Rotor 12 an. Der durch den Rauchgaseinlaßkanal 20 eintretende heiße Rauchgasstrom 36 überträgt Wärme auf die in den Fächern angebrachten Wärmeübertragungselemente 40. Die erwärmten Wärmeübertragungselemente 40 werden dann zu dem Luftsektor 32 des Luftvorwärmers 10 gedreht. Dann wird die gespeicherte Wärme der Wärmeübertragungselemente 40 auf den durch den Lufteinlaßkanal 24 eintretenden Verbrennungsluftstrom 38 übertragen. Der kalte Rauchgasstrom 36 verläßt den Vorwärmer 10 durch den Rauchgasauslaßkanal 22, und der erwärmte Luftstrom 38 verläßt den Vorwärmer 10 durch den Luftauslaßkanal 26.
- Der Rotor 12 weist im allgemeinen drei Schichten von Wärmeübertragungselementen 40 auf (siehe Fig. 2 und 3). Eine Heißendenschicht 42 ist am nächsten zu dem Rauchgaseinlaßkanal 20 und dem Luftauslaßkanal 26 angeordnet. Eine Zwischenschicht 44 ist am nächsten zu der Heißendenschicht angeordnet, und schließlich ist eine Kaltendenschicht 46 allgemein am nächsten zu dem Rauchgasauslaßkanal 22 und dem Lufteinlaßkanal 24 angeordnet.
- Herkömmlicherweise werden die Wärmeübertragungselemente 40 am stärksten in der Kaltendenschicht 46 verschmutzt. Teilchenförmiges Material, Beläge und Ablagerungen, die aus dem gekühlten Rauchgas auskondensieren, werden zusammen im allgemeinen als Ruß bezeichnet und sammeln sich in der Regel in der Kaltendenschicht 46. Deshalb ist die (nicht gezeigte) Rußblasausrüstung zur Entfernung von Ruß und anderen Verunreinigungen vom Rotor 12 in der Regel am Kaltende des Rotors 12 angeordnet. Das Reinigungsmedium des Rußbläsers, bei dem es sich in der Regel um Druckluft oder trockenen Dampf handelt, muß durch die Kaltendenschicht 46 zu der Zwischenschicht 44 und der Heißendenschicht 42 dringen, um eine wirksame und effektive Reinigung des gesamten Rotors 12 zu erreichen.
- Das erfindungsgemäße Wärmeübertragungselement 40 wird vorzugsweise in der Kaltendenschicht 46 des Rotors 12 eingesetzt. Wenn jedoch bevorzugt wird, daß eine Sichtlinie durch den gesamten Rotor 12 besteht, oder aufgrund anderer Leistungskriterien kann das Wärmeübertragungselement 40 jedoch weiter in der Zwischen- und Heißendenschicht 44, 42 eingesetzt werden.
- Das erfindungsgemäße Wärmeübertragungselement 40 ist als ein Stapel aus Wärmeübertragungsplatten 50 ausgebildet (siehe Fig. 3-5). Die bevorzugten Wärmeübertragungsplatten 50 weisen allgemein das gleiche Profil auf und enthalten eine Reihe von abwechselnden, geraden, zueinander parallel verlaufenden Kerben 52 und flachen Abschnitten 54. Die Kerben 52 und flachen Abschnitte 54 erstrecken sich vorzugsweise in Längsrichtung über die gesamte Tiefe des Wärmeübertragungselements 40. Des weiteren sind die Kerben 52 und flachen Abschnitte 54 parallel zur Hauptströmungsrichtung des Luftstroms 38 und des Rauchgasstroms 36 durch das Wärmeübertragungselement 40 ausgerichtet. Die Hauptströmungsrichtung wird in den Fig. 2, 3 und 5 durch Pfeile angedeutet. In einem Winkel zu den Kerben 52 und flachen Abschnitten 54 ausgerichtete Wellungen 56 erstrecken sich seitlich zwischen jeder Kerbe 52 und jedem flachen Abschnitt 54. Die flachen Abschnitte 54 werden durch die Wärmeübertragungsplatte 50 allgemein in einer Ebene definiert. Die Wellungen 56 erstrecken sich über eine relativ kleine Strecke in Querrichtung von der Ebene der Wärmeübertragungsplatte 50. Jede Kerbe 52 wird aus parallelen Doppelstegen 53 gebildet, die sich in Querrichtung von den einander gegenüberliegenden Flächen der Wärmeübertragungsplatte 50 erstrecken. Die Stege 53 erstrecken sich über eine größere Querstrecke von der Ebene der Wärmeübertragungsplatte als sich die Wellungen in Querrichtung von der Ebene der Wärmeübertragungsplatte 50 erstrecken.
- Bei der bevorzugten Wärmeübertragungsplatte 50 weisen die Kerben 52 einen allgemein S-förmigen Querschnitt auf. Sie können jedoch auch einen eher dreieckigen oder Z-förmigen Querschnitt aufweisen oder in anderen wohlbekannten Kerbformen ausgebildet sein, um einander gegenüberliegende, sich in Querrichtung erstreckende, mehrere Stege zu bilden.
- Jeder flache Abschnitt 54 ist äquidistant seitlich von jedem benachbarten flachen Abschnitt 54 in dem gleichen seitlichen Abstand positioniert, in dem die Kerben 52 seitlich von jeder benachbarten Kerbe 52 positioniert sind. Deshalb können die Stege 53 jeder Kerbe 52 an einem der flachen Abschnitte 54 einer benachbarten Wärmeübertragungsplatte 50 positioniert sein. Aus diesem Grunde lassen sich die Wärmeübertragungselemente 40 bei der Herstellung von Wärmeübertragungsplatten 50 aus einem einzigen Profil leicht herstellen.
- Die Stege 53 der Kerben 52 einer Wärmeübertragungsplatte 50 stehen allgemein in Linienkontakt mit dem gegenüberliegenden flachen Abschnitt 54 einer benachbarten Wärmeübertragungsplatte 50 (siehe Fig. 4). Die flachen Abschnitte 54 sind so breit, daß selbst bei kleinen Herstellungsabweichungen ein Kontakt der Kerben mit den Abflachungen gewährleistet wird. Des weiteren sind die flachen Abschnitte 54 bezüglich der Wellungen 56 und Kerben 52 flach. Deshalb können die flachen Abschnitte 54 in seitlicher Richtung leicht gekrümmt sein und bleiben immer noch allgemein in Linienkontakt mit der Kerbe 52 einer abwechselnd angeordneten Wärmeübertragungsplatte 50. Zusammen definiert das Paar von Wärmeübertragungsplatten 50 Kanäle 58 mit einem allgemein konstanten Querschnitt dazwischen. Die Wärmeübertragungsplatten 50 erstrecken sich vorzugsweise in Längsrichtung über die gesamte Tiefe des Wärmeübertragungselements 40. Des weiteren sind die durch benachbarte, in Kontakt stehende Wärmeübertragungsplatten 50 definierten Kanäle 58 an den sich in Längsrichtung erstreckenden Seiten effektiv geschlossen, damit ein Rußblasreinigungsmedium wirksam in und durch das Wärmeübertragungselement 40 eindringen kann. Das Reinigungsmedium des Rußbläsers tritt durch das offene Ende der Kanäle 58 in diese ein, um die Wärmeübertragungselemente 40 und die Wärmeübertragungselemente weiter entfernt liegender nachfolgender Schichten im Rotor 12 wirksam zu reinigen.
- Die flachen Abschnitte 54 sind vorzugsweise äquidistant seitlich von jeder benachbarten Kerbe 52 positioniert. Deshalb ist der Abstand zwischen einem bestimmten flachen Abschnitt 54 und einer benachbarten Kerbe 52 ungefähr halb so groß wie der Abstand zwischen einem flachen Abschnitt 54 und einem benachbarten flachen Abschnitt 54. Die vorzugsweise äquivalenten Querschnittsflächen der Kanäle 58 dienen der wirksamen Wärmeübertragung zwischen dem Fluidmedium und dem Wärmeübertragungselement 40.
- Die Wellungen 56 zwischen den Kerben und den flachen Abschnitten 54 erzeugen in dem durch das Wärmeübertragungselement 40 strömenden Fluidmedium Turbulenzen. Die Turbulenzen unterbrechen die Wärmegrenzschicht zwischen der Oberfläche der Wärmeübertragungsplatte und dem aus Luft oder Rauchgas bestehenden Fluidmedium. Deshalb verbessern die Wellungen die Wärmeübertragung zwischen der Wärmeübertragungsplatte 50 und einem Fluidmedium. Bei einem erfindungsgemäß ausgeführten Wärmeübertragungselement sind die Wellungen um 60º von den sich in Längsrichtung erstreckenden Kerben 52 und flachen Abschnitten 54 ausgerichtet. Die durch die benachbarten Wärmeübertragungsplatten 50 definierten geraden Kanäle 58 erzeugen bei einer gegebenen Wärmeübertragungskapazität keinen bedeutenden Druckabfall am Wärmeübertragungselement 40.
- Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsplatte 50 besteht vorzugsweise aus einer einzigen Tafel aus einem wohlbekannten Material zur Herstellung von Wärmeübertragungselementen. Die Tafel wird zunächst gewalzt, um die abgewinkelten Wellungen 56 zu definieren. Dann werden die Wellungen in festgelegten Abständen aus der Tafel herausgewalzt, um entweder eine Kerbe 52 oder einen flachen Abschnitt 54 zu bilden. Die flachen Abschnitte 54 sind vorzugsweise in der Mitte zwischen beliebigen zwei Kerben 52 angeordnet, und die Kerben sind äquidistant seitlich an der Tafel positioniert. Zur Herstellung des Wärmeübertragungselements 40 werden die Wärmeübertragungsplatten 50 auf Maß geschnitten, damit sie zur Bildung des Stapels seitlich verschoben werden können. Durch die seitliche Verschiebung jeder zweiten Wärmeübertragungsplatte 50 werden die flachen Abschnitte 54 einer Wärmeübertragungsplatte 50 in Kontakt mit den Stegen 53 der Kerben 54 an der benachbarten Wärmeübertragungsplatte 50 positioniert.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ein Wärmeübertragungselement 44 aus Wärmetauschplatten hergestellt, wobei Kerben 52 und flache Abschnitte 54 an abwechselnden Wärmeübertragungsplatten positioniert sind. Eine erste Wärmeübertragungsplatte 60 definiert gerade, äquidistant seitlich beabstandete, sich in Längsrichtung erstreckende Kerben 52. Die Kerben 52 verlaufen allgemein zueinander parallel. Wellungen 56 erstrecken sich seitlich zwischen den Kerben 52 und sind in einem Winkel zu den Kerben 52 ausgerichtet. Zweite Wärmeübertragungsplatten 62, die gerade, äquidistant seitlich beabstandete, sich in Längsrichtung erstreckende flache Abschnitte 52 definieren, sind auf beiden Seiten der ersten Wärmeübertragungsplatte 60 positioniert. Die flachen Abschnitte 54 jeder zweiten Wärmeübertragungsplatte 62 sind in Längsrichtung parallel zueinander ausgerichtet. Die Wellungen 56 erstrecken sich seitlich in einem Winkel zwischen den flachen Abschnitten. Der Abstand zwischen benachbarten flachen Abschnitten 54 an den zweiten Wärmeübertragungsplatten 62 ist allgemein gleich dem Abstand zwischen benachbarten Kerben 52 an der ersten Wärmeübertragungsplatte 60. Die Kerben 52 und die flachen Abschnitte 54 verlaufen allgemein parallel zu der Hauptströmungsrichtung der Fluidmedien durch den Vorwärmer 10. Eine Wärmeübertragungselement 44 ist als ein Stapel von abwechselnden ersten und zweiten Wärmeübertragungsplatten 60, 62 ausgeführt. Die Stege 53 der Kerben 52 an der ersten Platte 60 stehen vorzugsweise in Oberflächen-Linien-Kontakt mit den flachen Abschnitten 54 der benachbarten zweiten Wärmeübertragungsplatten 62.
- Die Anordnung der Wärmeübertragungsplatten 60, 62 zur Bildung des Wärmeübertragungselements 44 definiert Kanäle 64, 66 mit einem allgemein konstanten Querschnitt dazwischen. Die Kanäle 64, 66 sind in Längsrichtung allgemein gerade und stellen eine Sichtlinie durch das Wärmeübertragungselement 44 zur effizienten Erfassung von Heißstellen und Elementbränden im Rotor 12 bereit. Des weiteren sind die Kanäle 64, 66 an den in Längsrichtung ausgerichteten Seiten im wesentlichen geschlossen, damit ein effizientes Rußblasen des Wärmeübertragungselements 44 und nachfolgender, am Rotor 12 angeordneter Wärmeübertragungselemente gestattet wird.
Claims (9)
1. Wärmeübertragungselement für einen
regenerativen Drehluftvorwärmer, der folgendes umfaßt:
eine erste Wärmeübertragungsplatte, die mehrere
allgemein äquidistant seitlich beabstandete, parallele,
gerade Kerben, die jeweils benachbarte Doppelstege,
welche sich in Querrichtung von einander
gegenüberliegenden Seiten der ersten
Wärmeübertragungsplatte erstrecken, umfassen, und sich
zwischen den Kerben erstreckende Wellungen definiert;
eine zweite Wärmeübertragungsplatte neben der
ersten Wärmeübertragungsplatte, die mehrere allgemein
äquidistant seitlich beabstandete, parallele, gerade,
flache Abschnitte und sich zwischen den flachen
Abschnitten erstreckende Wellungen definiert, wobei die
flachen Abschnitte in einem Abstand beabstandet sind,
der allgemein gleich dem seitlichen Abstand der Kerben
ist, wobei die Kerben der ersten
Wärmeübertragungsplatte mit den flachen Abschnitten der
zweiten Wärmeübertragungsplatte in Kontakt stehen und
dadurch dazwischen Kanäle definieren.
2. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 1, bei
dem die Doppelstege der Kerben einen S-förmigen
Querschnitt definieren.
3. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 1, bei
dem die erste Wärmeübertragungsplatte zwischen und
parallel zu den Kerben abwechselnde flache Abschnitte
definiert und die zweite Wärmeübertragungsplatte
zwischen und parallel zu den flachen Abschnitten
abwechselnde Kerben definiert, wobei die Kerben der
zweiten Wärmeübertragungsplatte mit den flachen
Abschnitten der ersten Wärmeübertragungsplatte in
Kontakt stehen.
4. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 3, bei
dem die Kerben und die flachen Abschnitte sowohl der
ersten als auch der zweiten Wärmeübertragungsplatte
äquidistant seitlich beabstandet sind.
5. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 1, bei
dem die Wellungen in einem Winkel zu den flachen
Abschnitten und den Kerben liegen.
6. Wärmeübertragungsplatte, die folgendes umfaßt:
eine Platte, die seitlich beabstandete,
zueinander parallele, gerade Kerben und gerade, flache
Abschnitte, wobei die Kerben aus benachbarten
parallelen Doppelstegen bestehen, die sich in
Querrichtung von einander gegenüberliegenden Seiten der
Platte erstrecken, und Wellungen zwischen den flachen
Abschnitten und den Kerben definiert, wobei die Kerben
äquidistant seitlich jeder benachbarten Kerbe und die
flachen Abschnitte äquidistant seitlich jeden flachen
Abschnitts positioniert sind, und wobei der Abstand
zwischen benachbarten Kerben allgemein gleich dem
Abstand zwischen benachbarten flachen Abschnitten ist.
7. Wärmeübertragungsplatte nach Anspruch 5, bei
der die flachen Abschnitte in der Mitte zwischen
benachbarten Kerben beabstandet sind.
8. Wärmeübertragungsplatte nach Anspruch 5, bei
der die Kerben einen S-förmigen Querschnitt definieren.
9. Wärmeübertragungsplatte nach Anspruch 5, bei
der die Wellungen in einem Winkel zu den flachen
Abschnitten und den Kerben liegen.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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