DE842948C

DE842948C - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE842948C
Application number: DED2257D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Nallinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-04-29
Filing date: 1944-04-29
Publication date: 1952-07-03

Description

Wärmeaustauscher Bei bestimmten Wärmekraftmaschinen, insbesondere bei solchen, bei denen in einer Brennkammer ein Gasgemisch verbrennt und das Wärmegefälle dann in einer Gasturbine ausgenutzt wird, kann erheblich an Brennstoff gespart werden, wenn man die Abgaswärme wiederum der Ansaugluft zuführt.
Da die Wärmeaustauscher normaler Bauart hierfür zu groß werden, hat man schon vorgeschlagen, einen Wärrneaustauscher in Form einer Trommel, z. B. aus einem keramischen Werkstoff, zu verwenden, der eine größere Anzahl Axialkanäle besitzt. Es läuft diese Trommel quer zu den Kanälen eines Gehäuses um, die zum Teil von den heißen Abgasen und zum Teil von der frischen Aufladeluft durchströmt werden. Dementsprechend wird im Bereich des Gasstromes die Trommel aufgeheizt und im Bereich des Luftstromes der Trommel die Wärme wieder entzogen, wobei die Luft erwärmt wird. Große Schwierigkeiten bereitet es nun, bei einem solchen beweglichen Wärmeaustauscher die Abgasseite von der Luftseite entsprechend dicht zu trennen, was der Zweck der Erfindung ist.
Diese besteht darin, daß die Abdichtung zwischen dem Wärmespeicher und den die strömenden Mittel führenden Gehäuseabschnitten aus in Nuten geführten und unter Feder- oder Gasdruck gegen die Dichtflächen gepreßten Leisten besteht, deren Stoßfugen durch besondere Schließkörper überbrückt werden. Diese Schließkörper bestehen nach der Erfindung aus achsparallel und radial bzw. winklig angeschnittenen Büchsen, die in zugehörigen Bohrungen sitzen, in welche die Abdichtleisten hineinragen und gegen deren Enden sich die Schnittflächen der Büchsen von außen her abdichtend legen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in ;wei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch einen Wä rineaustauscher für Abgase und Luft, Abb.2 einen Querschnitt durch den Würmeaustauscher nach der Linie II-II von Abb. i, Abb. 3 eine unter Federwirkung stehende Dichtungsleiste im Querschnitt, Abb.4 eine unter Gasdruck stehende Dichtungsleiste im Querschnitt, Abb. 5 eine Stoßfugenabdichtung für die Dichtungsleisten nach den Abb.3 und 4, Abb. 6 einen Querschnitt durch die Stoßfugenabdichtung nach der Linie VI-VI von Abb. 5.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. i und 2 läuft in einem Gehäuse i eine mit Längskanälen versehene und vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff bestehende Trommele um. Für die Durchführung des strömenden Mittels mit dem höheren Druck, also bei dem eingangs erwähnten Zweck, der Aufladeluft, ist in dem Gehäuse i eine besondere Leitung 3 vorgesehen, die im Bereich des Trommeldurchbruches z. B. einen angenähert trapezförmigen Querschnitt hat, wie die Abb. 2 zeigt. Der Raum 4 des Gehäuses i außerhalb der Leitung 3 wird von dem unter einem niedrigeren Druck stehenden Mittel, im vorliegenden Fall also von den Abgasen, durchströmt, die bei 5 in das Gehäuse i eintreten und es bei 6 wieder verlassen. Zweckmäßig durchfluten Luft- und Abgase den Wärmeaustauscher im Gegenstrom. Der Antrieb der Trommel erfolgt durch die Welle 7.
Die Wirkungsweise dieser an sich bekannten Anordnung ergibt sich aus der Zeichnung ohne weiteres. Der gerade im Bereich des Abgasstromes sich bewegende Trommelabschnitt wird von den Abgasen aufgeheizt, während die frische Aufladeluft die Wärme an dem im Bereich des Querschnittes der Leitung 3 sich bewegenden Trommelabschnitt wieder entzieht.
Gemäß der Erfindung sind nun die Dichtflächen am Trommeldurchbruch in der Leitung 3 durch in Nuten 8 (Abb. 3 und 4) geführte Leisten 9 abgedichtet. Diese stehen nach Abb. 3 entweder unter der Schubwirkung von Schrauben- oder Blattfedern io oder nach Abb. 4 unter der Einwirkung des Gasdrucks. Bei der zuletzt genannten Anordnung sind die rückwärtigen Enden der Nuten 8 durch Kanäle ii z. B. mit dein Innern der Leitung 3 verbunden. Darüber hinaus sind die Fugen der aneinanderstoßenden Leistenenden durch Schließkörper 12 überbrückt (Abb. 5). Diese bestehen aus in passenden Bohrungen 13 sitzenden Büchsen, die durch insbesondere achsparallele Radialschnitte von ihrem Umfang her angeschnitten sind und deren Schnittflächen sich 'von außen her gegen die Abdichtleisten c legen. Stoßen drei Leisten 9 an einer Stelle zusammen, dann wird die dritte Leiste von außen her gegen die Schließbüchse 12 geführt.
Die abdichtende Wirkung der Leisten 9 vollzieht sich mit Hilfe des Gasdrucks, der die Leisten nach außen drückt, so daß deren Außenflächen sich dicht gegen die zugehörigen Nutenwände legen. Der Dichtungsdruck an den Leistenkanten erfolgt, wie bereits erwähnt, durch die Feder- oder Gasdnickwirkung nach den Ausführungsbeispielen von Abb.3 und 4. Der axiale Dichtungsdruck der Schließkörper 12 erfolgt ebenfalls entweder durch eine Feder 14 oder gleichzeitig auch durch den Gasdruck, wie die Abb. 6 zeigt. Die Feder 14 schiebt den Schließkörper 12 dichtend gegen die Trommelseite, und außerdem wirkt auch der durch die Stoßfugen 15 zwischen den Leisten 9 (Abb.5) sich auswirkende Druck über die Büchsenbohrung auf die Federseite der Büchse 12 ein (Fig. 6).
An Stelle von einer Leitung 3 können auch deren mehrere durch das Gehäuse i hindurchgeführt sein. Auch der Querschnitt dieser Leitungen am Trommeldurchbruch ist beliebig. So kann dieser z. B. auch rund oder dreieckig sein, oder er kann eine beliebige vieleckige Form mit gekrümmter Dichtungsbegrenzung haben.
Die Abdichtung des Gehäuses i nach außen kann durch einfache Dichtungen 16 oder ebenfalls durch Dichtungen nach den Abb.3 bis 5 erfolgen. Als Dichtungsmaterial dienen sog. selbstschmierende Werkstoffe, vorzugsweise Kohle (Bogenlampen oder Bürstenkohle oder Graphit). Die Leisten können aber auch aus :Betall bestehen.
Wichtig ist bei der Dichtung noch, daß die Schnittflächen der Schließkörper oder die entsprechenden Seiten von in die Schließkörper eingeschnittenen Nuten sich dicht gegen die Dichtleistenenden beim Unterdrucksetzen der Dichtung anlegen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß man bereits bei der Herstellung der Schließkörper den einseitig wirkenden Druck in der «'eise berücksichtigt, daß man die Schließkörper bei ihrer Herstellung einseitig unter Druck setzt bzw. verspannt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher für mindestens zwei strömende Mittel, insbesondere von unterschiedlichem Druck, mit einem Wärmespeicher, vorzugsweise in Gestalt einer Trommel, der in einem von den strömenden Mitteln durchfluteten Gehäuse derart bewegt, insbesondere gedreht wird, daß er von den Mitteln abwechselnd durchströmt wird, insbesondere Wärmeaustauscher für Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung zwischen dem Wärmespeicher und den die strömenden Mittel führenden Gehäuseabschnitten aus in Nuten (8) geführten und unter Feder- oder Gasdruck gegen die Dichtflächen gepreßten Leisten (9) besteht, deren Stoßfugen durch besondere Schließkörper (12) überbrückt sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkörper (12) aus axial und radial bzw. winklig angeschnittenen Büchsen bestehen, die in -zugehörigen Bohrungen (13) sitzen, in welche die Abdichtleisten (9) hineinragen und gegen deren Enden sich die Schnittflächen der Büchsen abdichtend legen.
3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkörper ebenfalls unter Feder- bzw. Gasdruck gegen den Wärmespeicher gepreßt werden.