EP3329202A1 - Rotationswärmetauscher" - Google Patents

Rotationswärmetauscher"

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EP3329202A1
EP3329202A1 EP15774854.2A EP15774854A EP3329202A1 EP 3329202 A1 EP3329202 A1 EP 3329202A1 EP 15774854 A EP15774854 A EP 15774854A EP 3329202 A1 EP3329202 A1 EP 3329202A1
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EP
European Patent Office
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rotor
heat exchanger
rotary heat
flow
fluid flow
Prior art date
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Application number
EP15774854.2A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3329202B1 (de
Inventor
Kai Klingenburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klingenburg GmbH
Original Assignee
Klingenburg GmbH
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Publication date
Application filed by Klingenburg GmbH filed Critical Klingenburg GmbH
Publication of EP3329202A1 publication Critical patent/EP3329202A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3329202B1 publication Critical patent/EP3329202B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/041—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/047—Sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/104—Heat exchanger wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1096—Rotary wheel comprising sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00—Sealing means

Definitions

  • the invention relates to a rotary heat exchanger, the first of a fluid flow, such as an outside air or supply air flow, and a second fluid flow, eg a Abluft fashion. Exhaust air flow, can be flowed through in countercurrent, with a rotatably mounted rotor having a first flow sector for the first fluid flow and a second flow sector for the second fluid flow, which it passes during rotation, a holder in which the rotor is rotatably supported , And a sealing device, by means of which the inflow side of the first fluid flow and the outflow side of the second fluid flow from the downstream side of the first fluid flow and the inflow side of the second fluid flow is separable.
  • the rotor formed as a rotating storage mass must be sealed against the housing or the holder of the rotary heat exchanger. Furthermore, the two fluid streams upstream and downstream of the rotary heat exchanger must also be separated from each other or sealed. Due to these sealing measures, leakage during operation of the rotary heat exchanger can be largely avoided.
  • leakage prevention is required because otherwise, for example, the supply air quality is reduced because Abluftan ⁇ parts enter the supply air stream; Furthermore, leaks result, for example, from the outside air into the exhaust air in higher-installed benefits of a fan for the outside air or supply air, as larger amounts of air must be promoted than actually required to achieve the desired supply air volume; Also, there are impairments in the recovery performance of the rotary heat exchanger because bypass flows bypassing the rotor or storage mass reduce the overall performance of the rotary heat exchanger.
  • the present invention seeks to further develop the initially described rotary heat exchanger so that its sealing device can be simplified, with a reliable seal between the inflow and outflow sides of the two fluid streams during operation of the rotary heat exchanger should be automatically guaranteed ,
  • This object is achieved according to the invention in that the sealing device has a first seal which seals against the side of a dividing wall arranged on the inflow side of the first fluid flow, and a second seal which seals against the side of the same dividing wall arranged upstream of the second fluid flow.
  • the differential pressures at the seals are lower and independent of the differential pressure between the two fluid streams.
  • the differential pressure at the sealing device if it is designed with only one partition, is always equal to the pressure loss of the respective fluid flow in the rotor designed as a storage mass; Accordingly, this differential pressure always causes the seal to be pressed against the dividing wall in the respective direction of the fluid flow.
  • the partition wall is arranged axially spaced from both end faces on the cylindrical outer circumferential surface of the rotor and has a circular cutout whose inner diameter slightly exceeds the outer diameter of the rotor.
  • the space between the cylindrical outer circumferential surface of the rotor on the one hand and the holder on the other hand can be used for installation or assembly of the sealing device, over the end faces of the rotor formed as a storage mass projecting portions or components of the sealing device can be avoided.
  • the rotary heat exchanger according to the invention whose first seal is formed as an annular sealing lip, with a Axialdichtungs- section, on the cylindrical outer surface of the
  • Rotor sits, and a radial sealing portion which sits on the upstream side of the first fluid flow disposed side of the partition.
  • a correspondingly advantageous embodiment with regard to the second seal is achieved, if this is likewise designed as an annular sealing lip, with an axial sealing section which is seated on the cylindrical outer circumferential surface of the rotor, and a radial sealing section which is disposed on the side of the dividing wall arranged upstream of the second fluid flow sitting.
  • both seals with their Axialdich- tungsabitesen on the cylindrical outer surface of the rotor tightly fastened and with their Radialdichtungsabschnit- th in sliding and sealing abutment against each of them associated side of the partition can be brought.
  • both seals extend around the entire circumference of the rotor on the cylindrical surface, since due to the rotation of the rotor or the storage mass of each peripheral portion of the seals in both flow sectors or fluid flows and thus reaches opposite pressure differences is exposed.
  • the stability during operation of the rotary heat exchanger with high
  • the seals of the sealing device of the rotary heat exchanger according to the invention are made of a fluid-impermeable, abrasion-resistant and flexible material, e.g. formed of an artificial leather material, an extruded plastic or the like., So that the Axialdichtungsabitese of the seals can be mounted tightly on the cylindrical outer surface of the rotor and the radial sealing portions of the seals in sliding and sealing contact with the respective side of the partition can be brought.
  • both seals with their Axialdich- processing sections in sliding and sealing contact against the cylindrical outer surface of the rotor and brought with their radial sealing sections on their respective side of the Design partition tightly fastened.
  • the seal can then be provided exclusively on the respective inflow side of the flow sectors of the dividing wall, since there is always a higher pressure on the inflow side than on the outflow side.
  • the first seal is attached to the partition and slidably disposed on the cylindrical outer surface of the rotor and extends only over a peripheral portion of the circular section of the partition wall associated with the flow sector of the first fluid flow.
  • the second seal is also secured to the bulkhead and slidably disposed on the cylindrical outer surface of the rotor, wherein the second seal extends only over a peripheral portion of the circular section of the partition associated with the flow sector of the second fluid flow.
  • Figure 1 is a perspective schematic representation of a
  • Figure 2 is a front view of the embodiment of the rotary heat exchanger according to the invention shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective schematic representation of the
  • a rotary heat exchanger 1 according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 in a perspective view and in a front view is flowed through by two fluid streams 2, 3 in countercurrent.
  • the first fluid stream 2 is an outside air or supply air stream 2
  • the second fluid stream 3 is an exhaust air or exhaust air flow 3.
  • the two fluid streams 2, 3 are shown in FIG. 1 by means of corresponding directional arrows.
  • the rotary heat exchanger 1 has an approximately square holder 4 in the illustrated embodiment with respect to its outer contour. This holder 4 surrounds a rotor 5 of the rotary heat exchanger 1 on the circumference of the rotor.
  • the rotor 5 has a cylindrical outer circumferential surface 6, which may for example consist of a suitable sheet. Furthermore, the rotor 5 has a first flow sector 7, which, as is apparent from Figure 1, from the outside air or to ⁇ air flow 2 is flowed through. Accordingly, the rotor 5 has a second flow sector 8, which is flowed through in the opposite direction to the outside air or supply air stream 2 from the exhaust air or exhaust air stream 3.
  • the rotor 5 of the rotary heat exchanger 1 is rotatably arranged around a bearing or a hub not shown in the figures.
  • the inflow side of the outside air or supply air stream 3 is tightly separated from the outflow side thereof. Accordingly, in the rotary heat exchanger 1, the downstream side of the exhaust air or exhaust air stream 3 is separated from the latter on the upstream side thereof. It should be noted that, in FIGS. 1 and 2, the rotary heat exchanger 1 is shown from the inflow side of the outside air or supply air flow 2 and the downstream side of the exhaust air or exhaust air flow 3.
  • a sealing device 9 is arranged, by means of which the arrival and outflow side of the outside air or supply air stream 2 and the exhaust air or exhaust air stream 3 are tightly separated from each other.
  • a Separiervorraum not shown in the figures is provided, by means of the outside air or supply air stream 2 upstream and downstream of the rotary heat exchanger 1 separated from the exhaust air or exhaust air stream 3 is.
  • the provided in the holder 4 sealing device 9 has a partition wall 10, the outer dimensions of which correspond to the inner dimensions of the holder 4 and which is fixed there. In its central region, the partition wall 10 with a
  • the sealing device 9 further comprises a first seal in the form of a first annular sealing lip 12 and a second seal in the form of a second annular sealing lip 13.
  • the first annular sealing lip 12 is in the illustrated embodiment of the rotary heat exchanger 1 on the upstream side of the outside air or supply air stream 2 and corresponding to the downstream side of the exhaust air or exhaust air stream 3 at the inner diameter of the circular section 11 of the partition 10.
  • the second annular sealing lip 13 is arranged on the outflow side of the outside air or supply air flow 2 and the upstream side of the exhaust air or exhaust air flow 3 at the inner diameter of the circular section 10 of the partition 10, as can be seen in particular from FIG results.
  • the two annular sealing lips 12, 13 extend around the entire circumference of the rotor 5 on its cylindrical outer circumferential surface 6.
  • the partition wall 10 and the two annular sealing lips 12, 13 are arranged at an axial distance to both end faces of the rotor 5 on or on the cylindrical outer circumferential surface 6.
  • the first annular sealing lip 12 has an axial sealing portion oriented in the axial direction of the rotor 5
  • the first annular sealing lip has a radial sealing portion oriented in the radial direction of the rotor 5
  • the second annular sealing lip 13 arranged on the outflow side of the outside air or supply air flow 2 and thus the inflow side of the exhaust air or exhaust air flow 3 of the partition 10, as shown in FIG. 3, has an axial sealing section 16 oriented in the axial direction of the rotor 5 , which is seated on the cylindrical outer circumferential surface 6 of the rotor 5 and there tightly mounted or mounted, and oriented in the radial direction of the rotor 5 radial sealing portion 17 which sits on the upstream side of the exhaust air or exhaust air stream 3 of the partition 10 and there against this side of the partition 10 can be brought into sealing contact.
  • the two annular sealing lips 12, 13 are made of a suitable fluid impermeable, abrasion resistant and flexible material, e.g. from an artificial leather material, an extruded plastic or the like. Accordingly, the Axialdichtungsabitese 14, 16 of the two annular sealing lips 12, 13 can be mounted tightly and tightly on the cylindrical outer mantle surface 6 of the rotor, at the same time the radial sealing portions 15, 17 of the two annular sealing lips 12, 13 in sliding and sealing engagement with the each associated side of the partition 10 can be brought.
  • the seal between the inflow and outflow is accomplished by only a single partition 10, the differential pressures at the annular sealing lips 12, 13 are comparatively low and, moreover, independent of the differential pressure between the Outside air or supply air 2 on the one hand and the exhaust air or exhaust air 3 on the other.
  • the differential pressure at the annular sealing lips 12, 13 is due to the design of the sealing device 9 by means of a single partition 10 always equal to the pressure loss of the outside air or supply air stream 2 and corresponding to the exhaust air or exhaust air stream 3, as it formed on the memory mass as a rotor 5 occurs.
  • the partition wall 10 is seated between the two radial sections 15, 17 of the two annular sealing lips 12, 13 and, like the two sealing lips 12, 13, extends around the entire circumference of the cylindrical outer circumferential surface 6 of the rotor 5.
  • partition wall 10 in deviation from the illustration in Figure 3 also approximately or exactly in the middle - seen in the axial direction - the rotor 5 may be arranged.

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Abstract

Ein Rotationswärmetauscher, der von einem ersten Fluidstrom, z.B. einem Außenluft- bzw. Zuluftstrom, und einem zweiten Fluidstrom, z.B. einem Abluft- bzw. Fortluftstrom im Gegenstrom durchströmbar ist, hat einen drehbar gelagerten Rotor (5), der einen ersten Strömungssektor für den ersten Fluidstrom und einen zweiten Strömungssektor für den zweiten Fluidstrom aufweist, die er bei einer Drehung durchläuft, eine Halterung, in der der Rotor (5) drehbar gelagert ist, und eine Dichtungsvorrichtung (9), mittels der die Anströmseite des ersten Fluidstroms und die Abströmseite des zweiten Fluidstroms von der Abströmseite des ersten Fluidstroms bzw. der Anströmseite des zweiten Fluidstroms abtrennbar ist. Um die Dichtungsvorrichtung zu vereinfachen, wobei eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Anström- und Abströmseiten der beiden Fluidströme bei Betrieb des Rotationswärmetauschers automatisch gewährleistet sein soll, wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsvorrichtung (9) eine erste Dichtung (12), die gegen die anströmseitig des ersten Fluidstroms angeordnete Seite einer Trennwand (10) abdichtet, und eine zweite Dichtung (13) aufweist, die gegen die anströmseitig des zweiten Fluidstroms angeordnete Seite derselben Trennwand (10) abdichtet.

Description

"Rotationswärmetauscher"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationswärmetauscher, der von einem ersten Fluidstrom, z.B. einem Außenluft- bzw. Zuluftstrom, und einem zweiten Fluidstrom, z.B. einem Abluftbzw. Fortluftstrom, im Gegenstrom durchströmbar ist, mit ei- nem drehbar gelagerten Rotor, der einen ersten Strömungssektor für den ersten Fluidstrom und einen zweiten Strömungssektor für den zweiten Fluidstrom aufweist, die er bei einer Drehung durchläuft, einer Halterung, in der der Rotor drehbar gehaltert ist, und einer Dichtungsvorrichtung, mittels der die Anströmseite des ersten Fluidstroms und die Abströmseite des zweiten Fluidstroms von der Abströmseite des ersten Fluidstroms bzw. der Anströmseite des zweiten Fluidstroms abtrennbar ist. Beim Betrieb eines derartigen Rotationswärmetauschers muss zum einen der als sich drehende Speichermasse ausgebildete Rotor gegen das Gehäuse bzw. die Halterung des Rotationswärmetauschers abgedichtet werden. Des Weiteren müssen die beiden Fluidströme stromauf und stromab des Rotationswärmetau- schers ebenfalls voneinander getrennt bzw. abgedichtet werden. Aufgrund dieser Abdichtungsmaßnahmen lässt sich Leckage beim Betrieb des Rotationswärmetauschers weitestgehend vermeiden . Eine solche Leckagevermeidung ist erforderlich, da ansonsten beispielsweise die Zuluftqualität reduziert ist, da Abluftan¬ teile in den Zuluftstrom eintreten; des Weiteren resultieren Leckagen beispielsweise von der Außenluft in die Fortluft in höher zu installierenden Leistungen eines Ventilators für den Außenluft- bzw. Zuluftstrom, da größere Luftmengen gefördert werden müssen als eigentlich erforderlich, um das gewünschte Zuluftvolumen zu erreichen; auch ergeben sich Beeinträchti- gungen hinsichtlich der Rückgewinnungsleistung des Rotationswärmetauschers, da Bypassströmungen, die den Rotor bzw. die Speichermasse umgehen, die Gesamtleistung des Rotationswärmetauschers verringern. Zwischen dem als drehende Speichermasse ausgebildeten Rotor und in Bezug darauf feststehenden Gehäuse- bzw. Halterungsteilen sind andererseits stets gewisse Spalte bzw. Abstände erforderlich, da sonst Abweichungen des als Speichermasse ausgebildeten Rotors von der idealen Zylinderform und andere Konstruktionstoleranzen unweigerlich zu unerwünschten Reibungen und daraus resultierend Beschädigungen führen würden. Die demgemäß erforderlichen Spalte und Abstände sind durch die Dichtungsvorrichtung des Rotationswärmetauschers abzudichten. Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Rotationswärmetauscher derart weiterzubilden, dass seine Dichtungsvorrichtung vereinfacht werden kann, wobei eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Anström- und Abströmseiten der beiden Fluidströme bei Betrieb des Rotationswärmetauschers automatisch gewährleistet sein soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtungsvorrichtung eine erste Dichtung, die gegen die an- strömseitig des ersten Fluidstroms angeordnete Seite einer Trennwand abdichtet, und eine zweite Dichtung aufweist, die gegen die anströmseitig des zweiten Fluidstroms angeordnete Seite derselben Trennwand abdichtet. Um die Abdichtfunktion im Bereich des Rotationswärmetauschers zu gewährleisten, ist entsprechend lediglich eine einzige Trennwand erforderlich, die in radialer Richtung des Rotors orientiert ist und den Rotor bzw. die Speichermasse gegen die Halterung abdichtet. Aufgrund der Druckverhältnisse innerhalb des Rotationswärmetauschers, in dessen Rotor bzw. Speichermasse jeder der beiden den Rotor im Gegenstrom durchströmenden FluidstrÖme einen Druckabfall erfährt, ergibt sich automatisch eine Abdichtwir- kung zwischen der Trennwand und den beiden Dichtungen, wobei diese Abdichtwirkung im ersten Strömungssektor durch den ersten Fluidstrom und im zweiten Strömungssektor durch den zwei-- ten Fluidstrom erzeugt wird, die jeweils die ihnen zugeordnete Dichtung gegen die einzige Trennwand drücken, und zwar auf verschiedenen Seiten der Trennwand. Hierdurch wird eine nahezu spaltfreie Abdichtung bei äußerst geringen Reibungsverlusten realisiert. Bei der Ausführung der Dichtungsvorrichtung mit nur einer Trennwand sind die Differenzdrücke an den Dichtungen geringer und unabhängig vom Differenzdruck zwischen den beiden Fluidströme . Der Differenzdruck an der Dichtungsvorrichtung, wenn diese mit nur einer Trennwand ausgeführt ist, ist immer gleich dem Druckverlust des jeweiligen Fluidstroms in dem als Speichermasse ausgebildeten Rotor; entsprechend bewirkt dieser Differenzdruck stets ein Andrücken der Dichtung an die Trennwand in der jeweiligen Richtung des Fluidstroms . Vorteilhaft ist die Trennwand axial beabstandet zu beiden Stirnflächen an der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors angeordnet und weist einen Kreisausschnitt auf, dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser des Rotors geringfügig übersteigt. Entsprechend kann der Raum zwischen der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors einerseits und der Halterung andererseits zum Einbau bzw. zur Montage der Dichtungsvorrichtung genutzt werden, wobei über die Stirnflächen des als Speichermasse ausgebildeten Rotors vorstehende Abschnitte bzw. Bauteile der Dichtungsvorrichtung vermieden werden können .
Entsprechend kann es auch zweckmäßig sein, die Trennwand mittig zwischen beiden Stirnflächen auf der zylindrischen Außen- mantelfläche des Rotors vorzusehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers ist dessen erste Dichtung als ringförmige Dichtungslippe ausgebildet, mit einem Axialdichtungs- abschnitt, der auf der zylindrischen Außenmantelfläche des
Rotors sitzt, und einem Radialdichtungsabschnitt , der auf der anströmseitig des ersten Fluidstroms angeordneten Seite der Trennwand sitzt. Eine entsprechend vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich der zweiten Dichtung wird erzielt, wenn diese ebenfalls als ringförmige Dichtungslippe ausgebildet ist, mit einem Axialdich- tungsabschnitt , der auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors sitzt, und einem Radialdichtungsabschnitt, der auf der anströmseitig des zweiten Fluidstroms angeordneten Seite der Trennwand sitzt. Um für alle Anwendungs- und Einsatzarten des Rotationswärmetauschers eine sichere Abdichtwirkung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn beide Dichtungen mit ihren Axialdich- tungsabschnitten auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors dicht befestigt und mit ihren Radialdichtungsabschnit- ten in gleitende und dichtende Anlage gegen die ihnen jeweils zugeordnete Seite der Trennwand bringbar sind. Bei dieser Ausführungsform ist es des Weiteren zweckmäßig, dass sich beide Dichtungen um den gesamten Umfang des Rotors auf dessen zylindrischer Mantelfläche erstrecken, da aufgrund der Rotation des Rotors bzw. der Speichermasse jeder Umfangsabschnitt der Dichtungen in beide Strömungssektoren bzw. Fluidströme gelangt und somit entgegengesetzten Druckdifferenzen ausgesetzt ist. Außerdem wird aufgrund der beidseitigen Anordnung der Dichtung über den gesamten Umfang der zylindrischen Mantelfläche der Speichermasse bzw. des Rotors die Stabilität bei einem Betrieb des Rotationswärmetauschers mit hohen
Druckverlusten und entsprechend hohen Differenzdrücken an der Dichtungsvorrichtung erhöht.
Vorteilhaft sind die Dichtungen der Dichtungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers aus einem fluidun- durchlässigen, abriebfesten und flexiblen Werkstoff, z.B. aus einem Kunstlederwerkstoff, einem extrudierten Kunststoff od.dgl., ausgebildet, so dass die Axialdichtungsabschnitte der Dichtungen dicht auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors montierbar und die Radialdichtungsabschnitte der Dichtungen in gleitende und abdichtende Anlage an die jeweilige Seite der Trennwand bringbar sind.
Wenn bei der Herstellung der Dichtungsvorrichtung bzw. des Rotationswärmetauschers sowohl die Einbaulage des Rotors bzw. der Speichermasse als auch die Richtung der den Rotationswärmetauscher im Gegenstrom durchströmenden Fluidströme bekannt sind, ist es möglich, beide Dichtungen mit ihren Axialdich- tungsabschnitten in gleitende und dichtende Anlage gegen die zylindrische Außenmantelfläche des Rotors bringbar und mit ihren Radialdichtungsabschnitten auf der ihnen jeweils zugeordneten Seite der Trennwand dicht befestigbar auszugestalten. Bei einem entsprechenden Anforderungsprofil kann die Dichtung dann ausschließlich auf der jeweiligen Anströmseite der Strömungssektoren der Trennwand vorgesehen sein, da auf der Anströmseite stets ein höherer Druck herrscht als auf der Abströmseite .
Bei derartigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärme- tauschers ist die erste Dichtung an der Trennwand befestigt und an der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors gleitend angeordnet und erstreckt sich nur über einen dem Strömungssektor des ersten Fluidstroms zugeordneten Umfangsab- schnitt des Kreisausschnitts der Trennwand.
Entsprechend ist die zweite Dichtung ebenfalls an der Trennwand befestigt und an der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors gleitend angeordnet, wobei sich die zweite Dichtung nur über einen dem Strömungssektor des zweiten Fluidstroms zugeordneten Umfangsabschnitt des Kreisausschnitts der Trennwand erstreckt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Prinzipdarstellung einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers ;
Figur 2 eine Vorderansicht der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers; und
Figur 3 eine perspektivische Prinzipdarstellung für die
Erfindung wesentlicher Teile der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers in einer Teilansicht.
Ein in den Figuren 1 und 2 in perspektivischer Darstellung und in Vorderansicht gezeigter erfindungsgemäßer Rotationswärmetauscher 1 wird von zwei Fluidströmen 2, 3 im Gegenstrom durchströmt. Bei dem ersten Fluidstrom 2 handelt es sich um einen Außenluft- bzw. Zuluftstrom 2, bei dem zweiten Fluidstrom 3 um einen Abluft- bzw. Fortluftström 3. Die beiden Fluidströme 2, 3 sind in Figur 1 mittels entsprechender Richtungspfeile dargestellt.
Der Rotationswärmetauscher 1 hat eine in der dargestellten Ausführungsform hinsichtlich ihrer Außenkontur etwa quadratische Halterung 4. Diese Halterung 4 umgibt einen Rotor 5 des Rotationswärmetauschers 1 am Umfang des Rotors. Der Rotor 5 hat eine zylindrische Außenmantelfläche 6, die beispielsweise aus einem geeigneten Blech bestehen kann. Des Weiteren hat der Rotor 5 einen ersten Strömungssektor 7, der, wie aus Figur 1 hervorgeht, vom Außenluft- bzw. Zu¬ luftstrom 2 durchströmt wird. Entsprechend besitzt der Rotor 5 einen zweiten Strömungssektor 8, der in Gegenrichtung zum Außenluft- bzw. Zuluftstrom 2 vom Abluft- bzw. Fortluftström 3 durchströmt wird.
Der Rotor 5 des Rotationswärmetauschers 1 ist um ein in den Figuren nicht gezeigtes Lager bzw. eine Nabe drehbar angeord- net.
Im Rotationswärmetauscher 1 ist die Anströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 3 von der Abströmseite desselben dicht abgetrennt. Entsprechend ist im Rotationswärmetauscher 1 die Abströmseite des Abluft- bzw. Fortluft Stroms 3 dicht von der Anströmseite desselben abgetrennt. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Figuren 1 und 2 der Rotationswärmetauscher 1 von der Anströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und der Abströmseite des Abluft- bzw. FortluftStroms 3 her dargestellt ist.
In der Halterung 4 des Rotationswärmetauschers 1 ist eine Dichtungsvorrichtung 9 angeordnet, mittels der die An- und Abströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und des Ab- luft- bzw. Fortluftstroms 3 dicht voneinander getrennt sind.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass stromauf und stromab des Rotationswärmetauschers 1 selbstverständlich eine in den Figuren nicht dargestellte Separiervorrichtung vorge- sehen ist, mittels der der Außenluft- bzw. Zuluftstrom 2 stromauf und stromab des Rotationswärmetauschers 1 vom Abluft- bzw. Fortluftstrom 3 getrennt ist. Die in der Halterung 4 vorgesehene Dichtungsvorrichtung 9 hat eine Trennwand 10, deren Außenabmessungen den Innenabmessungen der Halterung 4 entsprechen und die dort befestigt ist. In ihrem mittleren Bereich ist die Trennwand 10 mit einem
Kreisausschnitt 11 versehen. Der Innendurchmesser des Kreisausschnitts 11 der Trennwand 10 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Rotors 5 des Rotationswärmetauschers 1, ist jedoch geringfügig größer, so dass sowohl bei der Her- Stellung der Trennwand 10 als auch bei der Herstellung des Rotors 5 auftretende Fertigungstoleranzen in keinem Fall zu Reibungsbelastungen ud.dgl. und daraus resultierenden Beschädigungen führen können. Um mittels der Trennwand 10 innerhalb des Rotationswärmetauschers 1 dennoch die An- und Abströmseiten dicht voneinander zu trennen, weist die Dichtungsvorrichtung 9 des Weiteren eine erste Dichtung in Form einer ersten ringförmigen Dichtungslippe 12 und eine zweite Dichtung in Form einer zweiten ringförmigen Dichtungslippe 13 auf.
Die erste ringförmige Dichtungslippe 12 ist in der dargestellten Ausführungsform des Rotationswärmetauschers 1 auf der Anströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und ent- sprechend der Abströmseite des Abluft- bzw. FortluftStroms 3 am Innendurchmessers des Kreisausschnitts 11 der Trennwand 10 angeordnet. Entsprechend ist die zweite ringförmige Dichtungslippe 13 auf der Abströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und der Anströmseite des Abluft- bzw. Fortluft- Stroms 3 am Innendurchmesser des Kreisausschnitts 10 der Trennwand 10 angeordnet, wie sich insbesondere aus der im Weiteren noch erläuterten Figur 3 ergibt. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 um den gesamten Um¬ fang des Rotors 5 auf dessen zylindrischer Außenmantelfläche 6.
Die Trennwand 10 sowie die beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 sind im Axialabstand zu beiden Stirnflächen des Rotors 5 an bzw. auf dessen zylindrischer Außenmantelfläche 6 angeordnet.
Die erste ringförmige Dichtungslippe 12 hat einen in Axialrichtung des Rotors 5 orientierten Axialdichtungsabschnitt
14, der auf der zylindrischen Außenmantelfläche 6 des Rotors 5 sitzt und dort dicht befestigt bzw. montiert ist. Des Weiteren hat die erste ringförmige Dichtungslippe einen in Radialrichtung des Rotors 5 orientierten Radialdichtungsabschnitt
15, der auf der anströmseitig des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 angeordneten Seite der Trennwand 10 sitzt und in dichtende Anlage gegen diese Seite der Trennwand 10 bringbar ist .
Entsprechend hat die auf der Abströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und damit der Anströmseite des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3 der Trennwand 10 angeordnete zweite ringförmige Dichtungslippe 13, wie sich insbesondere aus Figur 3 ergibt, einen in Axialrichtung des Rotors 5 orientierten Axialdichtungsabschnitt 16, der auf der zylindrischen Außenmantelfläche 6 des Rotors 5 sitzt und dort dicht befestigt bzw. montiert ist, und einen in Radialrichtung des Rotors 5 orientierten Radialdichtungsabschnitt 17, der auf der Anströmseite des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3 der Trennwand 10 sitzt und dort gegen diese Seite der Trennwand 10 in dichtende Anlage bringbar ist.
Die beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 sind aus einem geeigneten fluidundurchlässigen, abriebfesten und flexiblen Werkstoff hergestellt, z.B. aus einem Kunstlederwerkstoff, einem extrudierten Kunststoff od.dgl. Entsprechend können die Axialdichtungsabschnitte 14, 16 der beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 dicht und fest auf der zylindrischen Au- ßenmantelflache 6 des Rotors montiert werden, wobei gleichzeitig die Radialdichtungsabschnitte 15, 17 der beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 in gleitende und abdichtende Anlage an die ihnen jeweils zugeordnete Seite der Trennwand 10 bringbar sind.
Da im Falle der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers 1 die Abdichtung zwischen den Anström- und Abströmseiten durch lediglich eine einzige Trennwand 10 bewerkstelligt wird, sind die Differenz- drücke an den ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 vergleichsweise gering und darüber hinaus unabhängig vom Differenzdruck zwischen dem Außenluft- bzw. Zuluftstrom 2 einerseits und dem Abluft- bzw. Fortluftström 3 andererseits. Der Differenzdruck an den ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 ist aufgrund der Ausgestaltung der Dichtungsvorrichtung 9 mittels einer einzigen Trennwand 10 immer gleich dem Druckverlust des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 und entsprechend des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3, wie er an dem als Speichermasse ausgebildeten Rotor 5 auftritt. Entsprechend wird in beiden Strömungssekto- ren 7, 8 des Rotors 5 ein Andrücken des Radialdichtungsab- schnitts 15 der ersten ringförmigen Dichtungslippe 12 gegen die der Anströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 zuge- wandten Seite der Trennwand 10 bzw. des Radialdichtungsab- schnitts 17 der zweiten ringförmigen Dichtungslippe 13 gegen die der Anströmseite des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3 zuge¬ wandte Seite der Trennwand 10 realisiert, was zur Folge hat, dass sowohl hinsichtlich des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 als auch hinsichtlich des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3 eine zuverlässige Abdichtung zwischen deren An- und Abströmseiten realisiert ist.
Aus der in Figur 3 gezeigten Prinzipdarstellung eines Teils der zylindrischen Außenmantelfläche 6 des Rotors 5 für den auch die Trennwand 10 bzw. die beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 lediglich teilweise dargestellt sind, geht die Art der Befestigung der beiden Dichtungslippen 12, 13 auf der zylindrischen Außenmantelfläche 6 hervor. Die Unterbrechung der beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 etwa mittig der Darstellung ist lediglich aus Anschauungsgründen gezeigt, um die Anordnung bzw. das Gefüge aus zylindrischer Außenmantelfläche 6, den beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 und der Trennwand 10 zu verdeutlichen.
Die Trennwand 10 sitzt zwischen den beiden Radialabschnitten 15, 17 der beiden ringförmigen Dichtungslippen 12, 13 und erstreckt sich, wie die beiden Dichtungslippen 12, 13, um den gesamten Umfang der zylindrischen Außenmantelfläche 6 des Rotors 5.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers, für dessen Einsatz sowohl die Ein- baulage als auch die Richtung der beiden Fluidströme 2, 3 bekannt sind, ist es möglich, die beiden Dichtungslippen an der Trennwand 10 zu montieren. Wenn sich die beiden Dichtungslip- pen nicht mit dem Rotor bewegen, ist es ausreichend, wenn entsprechende Dichtungslippen lediglich anströmseitig in den beiden Strömungssektoren vorgesehen sind, da auf der Anströmseite stets ein größerer Druck herrscht als auf der Abströmseite .
Selbstverständlich kann die Trennwand 10 in Abweichung zu der Darstellung in Figur 3 auch etwa oder genau mittig - in Axialrichtung gesehen - des Rotors 5 angeordnet sein.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Rotationswärmetauscher, der von einem ersten Fluidstrom (2), z.B. einem Außenluft- bzw. Zuluftstrom (2), und einem zweiten Fluidstrom (3), z.B. einem Abluft- bzw. Fortluftstrom (3) im Gegenstrom durchströmbar ist, mit einem drehbar gelagerten Rotor (5), der einen ersten Strömungssektor (7) für den ersten Fluidstrom (2) und einen zweiten Strömungssektor (8) für den zweiten Fluidstrom (3) aufweist, die er bei einer Drehung durchläuft, einer Halterung (4), in der der Rotor (5) drehbar gelagert ist, und einer Dichtungsvorrichtung (9), mittels der die Anströmseite des ersten Fluidstroms (2) und die Abströmseite des zweiten Fluidstroms (3) von der Abström- seite des ersten Fluidstroms (2) bzw. der Anströmseite des zweiten Fluidstroms (3) abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsvorrichtung (9) eine erste Dichtung (12), die gegen die anströmseitig des ersten Fluidstroms (2) angeordnete Seite einer Trennwand (10) abdichtet, und eine zweite Dichtung (13) aufweist, die gegen die anströmseitig des zweiten Fluidstroms (3) angeordnete Seite derselben
Trennwand (10) abdichtet.
2. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 1, dessen Trennwand (10) axial beabstandet zu beiden Stirnflächen an der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) angeordnet ist und einen Kreisausschnitt (11) aufweist, dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser des Rotors (5) geringfügig übersteigt.
3. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 2, dessen Trennwand (10) mittig zwischen beiden Stirnflächen auf der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) angeordnet ist.
4. Rotationswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen erste Dichtung (12) als ringförmige Dichtungslippe
(12) ausgebildet ist, mit einem Axialdichtungsabschnitt (14), der auf der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) sitzt, und einem Radialdichtungsabschnitt (15), der auf der anströmseitig des ersten Fluidstroms (2) angeordneten Seite der Trennwand (10) sitzt.
5. Rotationswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen zweite Dichtung (13) als ringförmige Dichtungslippe
(13) ausgebildet ist, mit einem Axialdichtungsabschnitt (16), der auf der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) sitzt, und einem Radialdichtungsabschnitt (17), der auf der anströmseitig des zweiten Fluidstroms (3) angeordneten Seite der Trennwand (10) sitzt.
6. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 5, bei dem beide Dichtungen (12, 13) mit ihren Axialdichtungsabschnitten (14, 16) auf der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) dicht befestigt und mit ihren Radialdichtungsabschnitten (15, 17) in dichtende Anlage gegen die ihnen jeweils zugeordnete Seite der Trennwand (10) bringbar sind.
7. Rotationswärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dessen Dichtungen (12, 13) aus einem fluidundurchlässigen, abriebfesten und flexiblen Werkstoff, z.B. aus einem Kunstlederstoff, einem extrudierten Kunststoff, ausgebildet sind, so dass die Axialdichtungsabschnitte (14, 16) der Dichtungen (12, 13) dicht auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors (5) montierbar und die Radialdichtungsabschnitte (15, 17) der Dichtungen (12, 13) in gleitende und abdichtende Anlage an die jeweilige Seite der Trennwand. (10) bringbar sind.
8. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 5, bei dem beide
Dichtungen (12, 13) mit ihren Axialdichtungsabschnitten (14, 16) in gleitende und dichtende Anlage gegen die zylindrische Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) bringbar und mit ihren Radialdichtungsabschnitten (15, 17) auf der ihnen jeweils zu- geordneten Seite der Trennwand (10) dicht befestigt sind.
9. Rotationswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen erste Dichtung (12) und dessen zweite Dichtung (13) um den gesamten Umfang des Rotors (5) auf dessen zylindrischer Mantelfläche (6) verlaufen.
10. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 8, dessen erste Dichtung (12) an der Trennwand (10) befestigt und an der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) gleitend an- geordnet ist und sich nur über einen dem Strömungssektor (7) des ersten Fluidstroms (2) zugeordneten Umfangsabschnitt des Kreisausschnitts (11) der Trennwand (10) erstreckt.
11. Rotationswärmetauscher nach Anspruch 8 oder 10, dessen zweite Dichtung (13) an der Trennwand (10) befestigt und an der zylindrischen Außenmantelfläche (6) des Rotors (5) gleitend angeordnet ist und sich nur über einen dem Strömungssektor (8) des zweiten Fluidstroms (3) zugeordneten Umfangsab- schnitt des Kreisausschnitts (11) der Trennwand (10) er- streckt.
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