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Stirndichtung für drehbare Regenerativwärmeaustauscher Die Erfindung
bezieht sich auf eine Stirndichtung für drehbare Regenerativwärmeaustauscher, bei
denen die wärmeaustauschende Masse, die zweckmäßig aus einer Anzahl gewellter Bleche
besteht, in einem stillstehenden Gehäuse umläuft, das zu beiden Seiten mit Stirnplatten
versehen ist, an denen die Kanäle für die wärmeaustauschenden Mittel, z. B. Luft
und Verbrennungsgase, ,angeschlossen sind.
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Wärmeaustauscher dieser Art sind in der Regel durch radiale Zwischenwände
in eine Anzahl von Segmenten unterteilt, wobei die Zwischenwände an den Endflächen
mit radialen Dichtungsblechen versehen sind, die eine möglichst weitgehende Abdichtung
zwischen dem wärmeabgebenden und dem wärmeaufnehmenden Mittel herstellen sollen.
Infolge der Formveränderung des Läufers werden jedoch auf der heißeren Seite des
Wärmeaustauschers die Dichtungsstreifen von der zugehörigen Dichtungsfläche abgehoben,
während an der kälteren Seite des Wärineaustauschers von vornherein größere Spalte
vorgesehen- werden müssen, damit sich die dichtenden Teile unter dem Einfluß der
Betriebstemperatur im Verhältnis zueinander nähern können. .
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Es ist also bei den bekannten Wärmeaustauschern eine züfriedenstellende
Abdichtung nicht möglich. Auch sind solche Abdichtungen zu verwerfen, bei denen
die Dichtungsstreifen unter Druck gegen die Dichtungsfläche anliegen sollen. Dieser
Druck müßte nämlich sehr hoch sein, °wenn eine sichere Anlage auch bei einer Verformung
des Läufers .bestehen sollte, was mit einem hohen Verschleiß der Dichtungsflächen
verbunden sein würde.
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Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Stirndichtungen wird gemäß
der Erfindung vorgeschlagen, die die Stirndichtungsstreifen tragenden Arme nur mit
der Nabe des Läufers starr zu verbinden und sie frei tragend radial nach außen sich
erstrecken zu lassen, so daß sie den ihnen zugeordneten Zwischenwänden des Läufers
wohl bei der gemeinsamen Drehung in umfänglicher Richtung, nicht aber in zur Stirnplatte
senkrechter Richtung folgen und infolgedessen von in dieser letzteren Richtung eintretenden
Lagenänderungen der Zwischenwände unbeeinflußt bleiben.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigen Fig. z einen Schnitt durch einen um eine senkrechte Achse
umlaufenden Regenerativwärmeaustauscher, Fig.2 die Stirndichtung gemäß der Erfindung,
Fig. g eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. q. die in
Fig. 2 dargestellte Stirndichtung in einer anderen Lage und Fig.5 eine Ansicht im
Schnitt nach der Linie V-V der Fig. q..
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Der in Fig. z dargestellte Wärmeaustauscher besteht aus einem Läufer
z, der
durch zylindrische Zwischenwände 2 und durch radiale Zwischenwände
3 in eine Anzahl von rin gsektorförrnigen Kammern unterteilt ist, die mit der wärmeaustauschenden
Masse d., z. B. Blechpaketen, gefüllt sind: Auf der heißeren Seite des Wärmeaus
."e tauschers ist ferner der wärmeaustauschende Raum durch weitere Zwischenwände
5 in eine größere Anzahl von Kammern unterteilt. Der Läufer i ist auf einer senkrechten
Welle 6 befestigt, die bei 7 in nicht dargestellten Kugellagern gelagert ist und
ihren Antrieb durch das bei 8 angedeutete Zahnrad erhält. An ihrem unteren Ende
läuft die Welle 6 in einem Lager 9. Das Gewicht des Wärtneaustauschers wird durch
die Träger io und i i aufgenommen. Das den Läufer i umgebende zylindrische Gehäuse
13 ist mit Stirnplatten 16, 17 versehen, welche den Läufer zu beiden Seiten abschließen.
An die Stirnplatten sind die Anschlußleitungen für die in Wärmeaustausch stehenden
Mittel angeschlossen und je mit einer Platte 18 bzw. i9 vereinigt, die bei 2o bzw.
21 mit dem feststehenden Gehäuse des Wärmeaustauschers starr verbunden sind. Die
Platten 16, 17, 18, i9 sind mit Öffnungen für die durchströmenden Mittel versehen,
die sich beispielsweise über etwa den halben Umfang der Ringfläche des Läufers erstrecken.
Handelt es sich um einen Vorwärmer für Verbrennungsluft, so strömen die heißen Verbrennungsgase
durch den Wärmeaustauscher in der Richtung der Pfeile 22, 23, während die vorzuwärmende
Luft im Gegenstrom bei 2d. eintritt und den Wärmeaustauscher bei 25 in vorgewärmtem
Zustande verläßt.
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Bei 32 und 33 (Fig. i) sind Dichtungen angedeutet, die zwischen Gehäuse
und Läufer angeordnet sind und längs des Umfanges des Läufers verlaufen, um ein
Strömen der Gase bzw. der Luft durch den Raum zwischen Läufer und Gehäusewand zu
verhindern.
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Mit den radial verlaufenden Zwischenwänden 3 sind Dichtungen in Form
von Blechstreifen o. dgl. 3.4 und 35 verbunden, die beim Durchlaufen der von den
Platten 16, 17, 18, i9 bedeckten Teile des Umfanges des Läufers, die sich mit Bezug
auf die Darstellung in Fig. i senkrecht zur Zeichenebene erstrecken, den für die
Verbrennungsgase bestimmten Teil von dem für die Luft bestimmten Teil trennen.
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Erfindungsgemäß sind die Dichtungsstreifen 3¢ und 35 an Armen 36 befestigt,
die mit der Nabe 38 des Läufers i starr verbunden sind. Die Arme 36 sind durch eine
Anzahl Schrauben 37 mit der Zwischenwand 3 verbunden. Die Schrauben sind jedoch
nicht fest angezogen, sondern gestatten eine Verschiebung zwischen den genannten
Teilen.
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Bei Erreichung der Betriebstemperatur :.nimmt die Zwischenwand 3 auf
der warmen #,>eite des Läufers beispielsweise die in Fig. q. 'Übertrieben dargestellte
Lage ein. Wäre der Arm 36 und das Blech 35 starr mit der Zwischenwand 3 verbunden,
so würde das Spiel zwischen den Dichtungsstreifen und den zugehörigen Platten 18
bzw. i9 entsprechend vergrößert werden, was erhöhte Undichtigkeitsverluste mit sich
führen würde. Dies wird dadurch vermieden, daß der den Blechstreifen 35 tragende
Arm 36 an seinem inneren Ende an dem mit 38 bezeichneten Teil des Läufers i verbunden
ist und von solcher Festigkeit ist, daß er sich stets senkrecht zur Nabe hält und
mit der Zwischenwand 3 durch die Schrauben 37 nur lose verbunden ist, so daß bei
der Lagenänderung der Zwischenwand 3, die an den Stellen der Schrauben 37 Langlöcher
39 aufweist, der Arm 36 und das Dichtungsblech 35 ihre Lage unverändert beibehalten
können.
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Hierzu ist noch zu bemerken, daß an den oberen und unteren Stirnflächen
des Läufers praktisch keine Temperaturänderungen auftreten. Eine Verkrümmung des
Läufers erfolgt deshalb, weil die unteren Teile der wärmeaustauschenden Masse eine
höhere Temperatur besitzen als die oberen. Dies gilt aber nicht für die Arme 36,
die ja nur an den Stirnseiten des Läufers vorhanden sind, wo, wie gesagt, keine
nennenswerte Temperaturänderung auftritt. Die Stäbe 36 behalten daher stets ihre
Lage senkrecht zur Nabe i. Zwischen dem Dichtungsblech 35 und der darunter befindlichen
Dichtungsfläche findet also praktisch keine gegenseitige Lagenänderung statt.