DE844630C

DE844630C - Fuellmasse fuer Regenerativ-Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE844630C
Application number: DEP48373A
Authority: DE
Inventors: Sven Holm
Original assignee: Ljungstroms Angturbin AB
Current assignee: Ljungstroms Angturbin AB
Priority date: 1948-07-09
Filing date: 1949-07-10
Publication date: 1952-07-24
Also published as: BE490077A; FR990436A; GB662375A; NL71035C; US2558752A

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllmasse für Regenerativ-Wärmeaustauscher mit einem durch Zwischenwände in Segmente aufgeteilten Rotor, insbesondere für Luftvorwärmer, bestehend aus wärmeübertragenden, parallel zur Strömungsrichtung des durchströmenden Mittels angeordneten, durch geringen Abstand voneinander enge Kanäle bildenden Blechen.

Ein gewöhnlicher Regenerati ν-Luftvorwärmer des Ljungström-Typs besteht aus einem Rotor, der Heizelemente aus metallischen Blechen trägt, welche Bleche erst in einem Gaskanal Wärme aufnehmen und dann durch Drehen des Rotors in den Luftkanal gebracht werden, um Wärme an die dadurch strömende Luft abzugeben. Solche wärmeaufnehmenden Flächen erfordern periodische Reinigungen, um Asche und andere Unreinigkeiten, die sich aus den Gasen ausscheiden, zu entfernen. Zu diesem Zweck ist es üblich, Rußbläser zu verwenden, die die Verunreinigungen mit Luft oder Hochdruckdampf her- _ao ausblasen. Man hat gefunden, daß die Heizelemente, besonders an der heißen Seite des Luftvorwärmers, dann und wann rissig werden und zerbrechen, und man hat auch entdeckt, daß dieses Zerbrechen auf das starke Anblasen mit dem Reinigungsmittel zu- _arückzuführen ist, besonders, wenn Dampf gebraucht wird, welcher nach dem Eindringen in die Kanäle zwischen den Blechen expandiert und dadurch bestrebt ist, die Bleche zu trennen, was Spannungen verursacht, die in Verbindung mit Stößen und Schwingungen der Bleche zu einem Zerbrechen derselben führt. .Der Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Wie dies durchgeführt wird, ist am besten aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung zu versfehen.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt den Grundriß eines Regenerativ-Luftvorwärmers, der mit Rußbläsern versehen ist.

Fig. 2 ist ein perspektivischer Ausschnitt in größerem Maßstabe von einem Teil des Vorwärmers ίο gemäß Fig. i, der die neue wärmeaufnehmende Fläche gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein anderer perspektivischer Ausschnitt in großem Maßstabe, der ein weiteres Ausführungs-Leispiel der Heizelemente zeigt.

Fig. 4 zeigt einen Stapel von Heizelementen nach der Erfindung.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Wirkungsgrad des Wärmeaustausches der vorliegenden Bleche im Vergleich mit gewöhnlichen, korrugierten oder ge-· wellten Blechen darstellt.

In der Zeichnung bezeichnet 10 den zylindrischen Mantel eines Rotors, der von radialen, den Mantel und die Rotorwelle 13 vereinigenden Zwischenwänden 12 in sektorförmige Gruppen 11 eingeteilt ist.

Ein Antriebsmotor und ein Getriebe 14, die mit der Rotorwelle gekuppelt sind, drehen den Rotor langsam herum.

Die Rotorgruppen 11, die durch zylindrische Zwischenwände 15 weiter aufgeteilt werden können, enthalten regeneratives, wärmeaustauschendes Material, das aus metallischen Blechen 16 besteht, die in gewissem Abstand voneinander angeordnet sind, um Kanäle parallel zur Rotorachse zu bilden. Die Bleche 16 nehmen erst Wärme aus den heißen Gasen auf, die durch den Gaskanal 17 des Luftvorwärmers strömen, und wenn der Rotor sich langsam um seine Achse dreht, werden die erhitzten Bleche 16 in den Luftstrom gebracht, der durch den Luftkanal 18 eintritt, an welchem ein Frischluftventilator, nicht dargestellt, angeschlossen ist. Nachdem der Luftstrom die Bleche passiert und davon Wärme aufgenommen hat, wird derselbe zu einem Dampfkessel oder einem anderen Verbrauchsort geleitet. Ein Rußbläser 20 hat eine drehbare Düse 24 oder mehrere drehbare Düsen 24 über dem Rotor angeordnet, so daß Luft oder Dampfstrahlen unter Druck in die Kanäle zwischen den Blechen gerichtet werden können, um die Bleche zu reinigen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus jedem Heizblech 16, vorzugsweise über dessen ganzer Fläche, eine Anzahl von verhältnismäßig kleinen Zungen 31 ausgestanzt und aufgebogen, die als Abstandhalter zwischen benachbarten Blechen dienen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2'und 3 sind zwei Zungen an jeder Öffnung 30 dadurch gebildet, daß das Material der öffnung 30 sowohl in der Mitte, parallel zu seinen Seitenkanten 34, wie längs der oberen und der unteren Kante 35, 36 durchgeschnitten und an den zwei entgegengesetzten Kanten der Öffnung aufgebogen ist. In Abb. 4 sind die Öffnungen 30 so geschnitten, daß Zungen 31 nur an einer Seite 34 der öffnung 30 entstehen.

Wenn solche vvärmeaustauschende Bleche gemäß der Erfindung in den Gruppen eines drehbaren Regenerativ-Luftvorwärmers entweder längs seiner ganzen Höhe oder wahlweise nur am heißen Ende desselben angeordnet sind, wird eine wärmeaufnehmende Fläche gebildet, in welcher die in älteren Konstruktionen durch Eintreten von Hochdruckdampf in die Kanäle zwischen den Blechen im Blechmäterial hervorgerufenen Spannungen und Stöße ausscheiden, weil die Öffnungen 30 der vorliegenden Bleche dem Dampf gestatten, durch die Bleche zu expandieren und zu passieren, statt dazwischen eingeschlossen zu werden und einen Druck auf die Blechflächen auszuüben, welcher die Bleche belastet, sie Stoßen und Schwingungen aussetzt, was allmählich zum Zerbrechen der Bleche führen kann. Die aufgebogenen Zungen 31, 32 haben noch mehrere nützliche Funktionen. Eine solche ist, als Distanzvorrichtung zu dienen, um die Bleche in richtigem Abstand zu halten und dabei Kanäle in dem Wärmeaustauscher zu schaffen, ohne besondere Abstandselemente zu benutzen.

Eine andere wichtige Funktion der Zungen 31, 32 besteht darin, die Leistung der wärmeaustauschenden Fläche zu steigern, indem die Zungen als rippenähnliche Vorsprünge der Bleche ausgebildet sind und eine höhere Leistung dann möglich ist, als wenn der Wärmeaustausch nur durch die Berührung zwischen dem schichtartig strömenden Fluidum und den Blechflächen herbeigebracht wird. In der beschriebenen Ausgestaltung wird ein größerer Teil des wirksamen Blechmaterials dem Gasstrom ausgesetzt, und durch Versetzung der von den Löchern ausstehenden Zungen, wie in Fig. 3 dargestellt, wird noch höhere Leistung durch Turbulenz ermöglicht. da die Gas- und Luftströme auf ihrem Wege durch den Rotor, die versetzten Zungen berührend, koritinuierlich gestaut und zerspaltet werden. Die rippenähnlichen Zungen 31, 32, die in parallelen Reihen angeordnet sind, bilden unterbrochene Streifen in zwei Ebenen, die sich sowohl in der Strömungsrichtung der Gase als auch senkrecht dazu erstrecken, wenn die breiteren Seitenwände der Zungen als Querschnittsteile von senkrecht gestellten Rippen betrachtet werden. Ein Vergleich zwischen dem Wärmeaustausch der neuen Bleche und dem der gewöhnlichen gewellten Bleche des Ljungström-Typs ist in Fig. 5 dargestellt. Als Ordinate ist die Wärmeübergangszahl und als Abzisse Reibungskraft mal (Gasdichte)² aufgetragen, und es ergeben sich dann die Kurve α für Wärmeaustauscher mit gewöhnlichen gewellten Blechen und die Kurve b für Wärmeaustauscher mit Blechen mit aufgebogenen Zungen nach der Erfindung.

Durch Stapeln von Blechen in Berührung miteinander in einer genügenden Anzahl, um eine Rotoräbteilungii oder Unterabteilung davon· zu füllen, X20 und darauffolgendes Zusammenschweißen der Bleche, z. B. durch Tauchen in einem metallischen Lötscbmelz od. dgl., wird ein zusammenhängender, wärmeaiustausohender Körper erhalten. Dieser Körper 'bildet eine einheitliche Konstruktion mit Serien von Kanälen für Gasdurchströmung parallel zur

Achse des Rotors, wobei die Kanäle durch die Zungen 31, 32 gebildet und seitlich miteinander durch die Löcher 30 verbunden sind. Neben ihren wärmetechnischen Eigenschaften halben solche Massen den großen Vorteil, daß die erforderliche Zeit für das Aufbauen eines solchen Wärmeaustauschers gegenüber l>ekannten erheblich herabgesetzt ist, da ein einziger Körper sehr rasch in jede Rotorabteilung eingelegt werden 'kann, während eine große Anzahl

xo von separaten Blechen, die individuelle Behandlung oder spezielle Zusammenfügung erfordern, zeitraubend wirken.

Fig. 4 zeigt auch eine Streifenkonstruktion mit metallischen, trapezförmigen Zungen 31, bei denen

»5 das freie Ende α langer als das Befestigungsende b ist. Dies erleichtert das Stapeln von Blechen, da die freien Enden α größerenteils breiter sind als die Löcher der Perforierung, und es dadurch verhindert wird; daß die Zungen oder Streifen 31 durch die öffnung der anliegenden Bleche hindurchtreten.

Einen anderen Vorteil hat diese Ausbildung der Heizfläche auch noch. In einem Gegenstromvorwärmer strömt immer Wärme vom heißen Ende dem kalten linde der Heizfläche zu. Diese Umstände vermindern die Leistung des Vorwärmers, und die Wärmemenge, die auf diesem Wege übertragen wird, ist eine Funktion von der Länge des Strömungswegs. Es ist offenbar, daß mit der erfindungsgomäl.'ien Heizfläche der Wärmeströmungsweg langer wird, da die Fläche durch die Ausstanzungen unterbrochen ist. Der Wärmedurchströmungsquerschnitt ist auch durch diese Ausstanzung reduziert.

Claims

Patentansprüche:

1. Füllmasse für Regenerati v-Wärmeaustauscher mit einem durch Zwischenwände in Segmente aufgeteilten Rotor, insbesondere für Luftvorwärmer, bestehend aus wärmeüber- ' tragenden, parallel zur Strömungsrichtung des durchströmenden Mittels angeordneten, durch geringen Abstand voneinander enge Kanäle bildenden Blechen, dadurch gekennzeichnet, daß aus jedem Blech über den größeren Teil seiner Flächenausdehnung verteilt Zungen ausgestanzt und aufgebogen sind, die als Abstandhalter zwischen benachbarten Blechen dienen.

2. Füllmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen längs einer mit der Strömungsrichtung des durchströmenden Mittels parallelen oder annähernd parallelen Kante fest am Blech bleiben.

3. Füllmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche zu einem Körper, z. B. durch Schweißen oder Löten, vereinigt sind. .

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 723 175.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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