DE962259C

DE962259C - Umlaufender Regenerativ-Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE962259C
Application number: DEP3620A
Authority: DE
Inventors: John Forster Alcock
Original assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Current assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Priority date: 1946-02-04
Filing date: 1950-09-26
Publication date: 1957-04-18

Description

Die Erfindung betrifft einen umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien von verschiedenem Druck, insbesondere zwischen Abgasen und Luft, bestehend aus einem hohlzylindrischen, durch eine Trennwand in Hoch- und Niederdruckzonen unterteilten Speicherkörper.
Die bekannten umlaufendenRegenerativ-Wärineaustauscher haben den Nachteil, daß bei ihnen Verluste durch den Druckunterschied der wärmeaustauschenden Medien in erheblichem Umfang auftreten. Beispielsweise steht bei Wärrneaustauschern in Gasturbinenanlagen die Kaltluft unter verhältnismäßig hohem Druck, so daß der Luftverlust durch den Auspuff hindurch einem Verlust an der zur Verdichtung aufgewendeten Leistung gleichkommt. Ferner herrscht in den Zellen, die im Begriff stehen, mit der Kaltluft in Berührung zu kommen., der niedrige Abgasdruck, und sie müssen aufgefüllt werden, bis der in ihnen herrschende Druck gleich dem Drucke der Luft ist, was einen weiteren Leistungsverlust ergibt.
Durch die Erfindung werden diese Verluste weitgehend vermieden, und zwar erfindungsgemäß dadurch, da,ß mindestens durch einen Durchlaßkanal eine Druckausgleichverbindung gebildet wird zwischen einer Zelle, welche sich im Durchgang von der Hochdruckzone nach der Niederdruckzone befindet, und einer anderen Zelle, welche sich im Durchgang von der Niederdruckzone nach der Hochdruckzone befindet, während beide Zellen gegenüber beiden Zonen abgedichtet sind.
An Hand der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher erläutert.
Gemäß Fig. i ist eine Trommel bzw. ein Ring i drehbar um eine Welle :2 angeordnet und enthält in Segmentzellen d. ein Wärmeaustauscherelement 3. Die Zellen ,4 sind durch radiale Wände 5 gebildet. Eine mediumdichte, sehnenförmig verlaufende Trennwand 7 ist in bezug auf die Trommel i außermittig angeordnet und teilt den Durchströmquerschnitt des Wärmeaustauschelementes in zwei ungleiche Teile, von denen die größere Kammer 22 zur Wärmeaufnahme aus den Abgasen mit niedrigerem Druck dient, während die kleinereKammer 23 zur Abgabe der Wärme an die vom Verdichter geförderten Gase mit höherem Druck dient.
Die Trommel i ist in einem Gehäuse 8 angeordnet, das aus zwei Leitungsteilen 9 und io gebildet ist. Die Leitung 9 dient zur Zufuhr von Abgasen und hat größeren Durchmesser als die Leitung io, die dem Austritt des vom Verdichter gelieferten Gases dient. Wird der Wärme.austauscher in einer Gasturbinenanlage verwendet, so dient die Leitung 9 dem Eintritt der heißen Turbinenabgase und die Leitung io dem Austritt der Förderluft des Verdichters. Das Niederdruckgas verläßt den Wärmeaustauscher durch. die Kammer 22, während das Hochdruckgas durch die Kammer 23 in den Wärmeaustauscher einströmt.
Bei der Drehung der Trommel i wird der in der Leitung 9 des Gehäuses 8 befindliche Teil des Wärineaustauschelementes 3 durch das Medium erbitzt und gibt bei der Weiterdrehung seine Wärme an das kältere Medium ab.
Die Enden i i der Trennwand 7 sind gekrümmt und der Innenwand der Trommel i angepaßt, um eine mediumdichte Berührung mit dieser Wand zu ermöglichen und so den Gasübertritt aus der Hochdruckkammer 23 in die Niederdruckkammer 22 auf einen Mindestwert herabzusetzen. Aus dem gleichen Grund ist im Gehäuse 8 eine Einbuchtung 24. vorgesehen, um eine mediumdichte Berührung mit der Außenwand der Trommel i zu ermöglichen.
In der Trennwand 7 ist ein Innenkanal 12 vorgesehen, der eine Zelle 13, die gerade aus dem Bereich der Hochdruckkammer 23 ausgetreten ist, mit einer Zelle i-. zu verbinden, die im Begriff steht, in den Bereich dieser Hochdruckkammer einzutreten, wobei jedoch keine der beiden Zellen mit einer Kammer in Verbindung steht. Dadurch kann der erwähnte Leistungsverlust auf die Hälfte herabgesetzt werden, wenn die Zelle 14 in den kälteren Gasstrom eintritt.
Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem jeder Endteil i i der Trennwand ? zugleich zwei Zellen abschließt. In der Trennwand sind zwei Kanäle 12 vorgesehen. Dadurch kann der erwähnte Leistungsverlust um nahezu zwei Drittel herabgesetzt werden. Es können aber auch mehr als zwei Innenkanäle vorgesehen sein, um die Rückgewinnung des Leistungsverlustes noch zu steigern.

Claims

PATENTANSPRUCH: Umlaufender Regenerativ-Wärmeaustauscher zum -Wärmeaustausch zwischen zwei Medien von verschiedenem Druck, insbesondere zwischen Abgas und Luft, bestehend aus einem llohlzy lindrischen, durch eine Trennwand in Hoch- und @Tiederdruckzonen unterteilten Speicherkörper, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Durchlaßkanal eine Druckausgleichverhindung zwischen einer Zelle, welche sich im Durchgang von der Hochdruckzone nach der Niederdruckzone befindet, und einer anderen Zelle, welche sich im Durchgang von der Niederdruckzone nach der Hochdruckzone befindet, während beide Zellen gegenüber beiden Zonen abgedichtet sind, bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. -.77 757, 700 941 französische Patentschrift N r. 708 4.30.