EP3329202B1 - Rotationswärmetauscher - Google Patents

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EP3329202B1
EP3329202B1 EP15774854.2A EP15774854A EP3329202B1 EP 3329202 B1 EP3329202 B1 EP 3329202B1 EP 15774854 A EP15774854 A EP 15774854A EP 3329202 B1 EP3329202 B1 EP 3329202B1
Authority
EP
European Patent Office
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rotor
fluid stream
heat exchanger
partition
rotary heat
Prior art date
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Active
Application number
EP15774854.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3329202A1 (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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Filing date
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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    • 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 according to the preamble of patent claim 1.
  • the rotor When operating such a rotary heat exchanger, the rotor, which is designed as a rotating storage mass, must be sealed against the housing or the mount of the rotary heat exchanger. Furthermore, the two fluid flows upstream and downstream of the rotary heat exchanger must also be separated or sealed from one another. Due to these sealing measures, leakage during operation of the rotary heat exchanger can be largely avoided.
  • a rotary heat exchanger is known through which a first fluid flow and a second fluid flow flow in opposite directions.
  • the rotary heat exchanger includes a rotatably mounted rotor, which has a first flow sector for the first fluid flow and a second flow sector for the second fluid flow, which it passes through when rotating.
  • the rotor is rotatably mounted within a bracket.
  • the inflow side of the first fluid stream and the outflow side of the second fluid stream can be separated from the outflow side of the first fluid stream or the inflow side of the second fluid stream by means of a sealing device.
  • the sealing device includes a first seal that seals against the upstream side of the first fluid stream of a partition and a second seal that seals against the upstream side of the second fluid stream of the same partition. Both seals each have an axial seal section that is located on the cylindrical outer surface of the rotor seated, and a radial seal portion, which is seated on the upstream side of the first and the second fluid flow arranged side of the partition.
  • the invention is based on the object of further developing the rotary heat exchanger described in such a way that its sealing device can be simplified, with reliable sealing between the inflow and outflow sides of the two fluid streams being to be automatically ensured when the rotary heat exchanger is in operation. the service life of the sealing device interacting with the partition wall is increased and any required replacement of the sealing device is facilitated.
  • a rotary heat exchanger which, in addition to the features of the preamble, also has those of the characterizing part of patent claim 1.
  • a single partition is required, which is oriented in the radial direction of the rotor and seals the rotor or the storage mass against the holder.
  • the differential pressure at the sealing device if it is designed with only one partition wall, 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 partition wall in the respective direction of the fluid flow.
  • both seals are tightly fastened with their axial sealing sections on the cylindrical outer surface of the rotor and can be brought into sliding and sealing contact with their respective assigned side of the partition wall with their radial sealing sections. Both seals extend around the entire circumference of the rotor on its cylindrical surface. Due to the rotation of the rotor or the storage mass, each peripheral section of the seals reaches both flow sectors or fluid flows and is thus exposed to opposite pressure differences.
  • the stability is increased when the rotary heat exchanger is operated with high pressure losses and correspondingly high differential pressures at the sealing device.
  • the partition wall is advantageously spaced axially from both end faces on the cylindrical outer surface of the rotor arranged and has a sector of a circle whose inner diameter slightly exceeds the outer diameter of the rotor. Accordingly, the space between the cylindrical outer lateral surface of the rotor on the one hand and the holder on the other hand can be used for installing or assembling the sealing device, with sections or components of the sealing device protruding beyond the end faces of the rotor designed as a storage mass being able to be avoided.
  • the seals of the sealing device of the rotary heat exchanger according to the invention are advantageously made from a fluid-impermeable, abrasion-resistant and flexible material, e.g. from a synthetic leather material, an extruded plastic or the like., So that the axial sealing sections of the seals can be mounted tightly on the cylindrical outer surface of the rotor and the radial sealing sections the seals can be brought into sliding and sealing contact with the respective side of the partition.
  • the rotary heat exchanger 1 according to the invention shown in a perspective representation and in a front view has two fluid streams 2, 3 flowing through it 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 stream 3.
  • the two fluid streams 2, 3 are in figure 1 represented by corresponding directional arrows.
  • the rotary heat exchanger 1 has a holder 4 that is approximately square in terms of 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 surface 6, which can consist of a suitable sheet metal, for example.
  • the rotor 5 has a first flow sector 7 which, as shown in FIG figure 1 shows, is flowed through by the outside air or supply air stream 2 .
  • the rotor 5 has a second flow sector 8 through which the exhaust air or exhaust air flow 3 flows in the opposite direction to the outside air or supply air flow 2 .
  • the rotor 5 of the rotary heat exchanger 1 is arranged to be rotatable about a bearing or a hub, which is not shown in the figures.
  • the inflow side of the outside air or supply air stream 3 is tightly separated from the outflow side of the same.
  • the outflow side of the exhaust air or exhaust air stream 3 is tightly separated from the inflow side of the same. It should be noted that in the figures 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 outflow side of the exhaust air or exhaust air flow 3 .
  • a sealing device 9 is arranged in the holder 4 of the rotary heat exchanger 1, by means of which the inflow and outflow sides of the outside air or supply air flow 2 and the exhaust air or exhaust air flow 3 are tightly separated from one another.
  • a separating device (not shown in the figures) is provided, by means of which the outside air or supply air flow 2 is separated from the exhaust air or exhaust air flow 3 upstream and downstream of the rotary heat exchanger 1.
  • the provided in the holder 4 sealing device 9 has a partition 10 whose outer dimensions correspond to the inner dimensions of the holder 4 and which is fixed there.
  • the partition wall 10 is provided with a circular sector 11 in its central area.
  • the inside diameter of the pie section 11 of the partition wall 10 essentially corresponds to the outer diameter of the rotor 5 of the rotary heat exchanger 1, but is slightly larger, so that both in the manufacture of the partition wall 10 and in the manufacture of the rotor 5 occurring manufacturing tolerances in no case lead to friction loads and the like. and resulting damage.
  • the sealing device 9 In order to separate the inflow and outflow sides tightly from one another within the rotary heat exchanger 1 by means of the partition wall 10, the sealing device 9 also has 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 arranged on the inflow side of the outside air or supply air flow 2 and correspondingly on the outflow side of the exhaust air or exhaust air flow 3 on the inner diameter of the circular section 11 of the partition wall 10. Accordingly, the second annular sealing lip 13 is arranged on the outflow side of the outside air or supply air flow 2 and the inflow side of the exhaust air or exhaust air flow 3 on the inner diameter of the circular section 10 of the partition 10, as can be seen in particular from the further explained below figure 3 results.
  • the two ring-shaped sealing lips 12, 13 extend around the entire circumference of the rotor 5 on its cylindrical outer surface 6.
  • the partition wall 10 and the two ring-shaped sealing lips 12, 13 are arranged at an axial distance from both end faces of the rotor 5 on or on its cylindrical outer surface 6.
  • the first annular sealing lip 12 has an axial sealing section 14 oriented in the axial direction of the rotor 5, which sits on the cylindrical outer lateral surface 6 of the rotor 5 and is tightly fastened or mounted there. Furthermore, the first annular sealing lip has a radial sealing section 15 oriented in the radial direction of the rotor 5, which sits on the side of the partition wall 10 arranged on the inflow side of the outside air or inlet air flow 2 and can be brought into sealing contact against this side of the partition wall 10.
  • the second annular sealing lip 13 arranged on the downstream side of the outside air or supply air stream 2 and thus the upstream side of the exhaust air or exhaust air stream 3 of the partition wall 10, as can be seen in particular figure 3 results, an axial seal section 16 oriented in the axial direction of the rotor 5, which sits on the cylindrical outer lateral surface 6 of the rotor 5 and is tightly fastened or mounted there, and a radial seal section 17 oriented in the radial direction of the rotor 5, which is located on the inflow side of the exhaust air or 3 of the partition wall 10 and can be brought into sealing contact there against this side of the partition wall 10 .
  • the two ring-shaped sealing lips 12, 13 are made of a suitable fluid-tight, abrasion-resistant and flexible material, e.g. an extruded plastic or the like.
  • the axial sealing portions 14, 16 of the two annular sealing lips 12, 13 can be mounted tightly and firmly on the outer cylindrical surface 6 of the rotor, while at the same time the radial sealing portions 15, 17 of the two annular sealing lips 12, 13 are in sliding and sealing abutment against their respective associated side of the partition 10 can be brought.
  • the sealing between the inflow and outflow sides is effected by only a single partition wall 10, the differential pressures on the annular sealing lips 12, 13 are comparatively low and, moreover, independent of the differential pressure between the outside air and or supply air flow 2 on the one hand and the exhaust air or exhaust air flow 3 on the other.
  • the differential pressure at the annular sealing lips 12, 13 is always equal to the pressure loss of the outside air or supply air flow 2 and, correspondingly, of the exhaust air or exhaust air flow 3, as it occurs on the rotor designed as a storage mass, due to the design of the sealing device 9 by means of a single partition 10 5 occurs.
  • the radial sealing section 15 of the first annular sealing lip 12 is pressed against the side of the partition wall 10 facing the inflow side of the outside air or inlet air flow 2, or the radial sealing section 17 of the second annular sealing lip 13 against that of the Inflow side of the exhaust air or exhaust air flow 3 facing side of the partition 10 realized, with the result that both in terms of the outside air or supply air flow 2 and in terms of the exhaust air or exhaust air flow 3 a reliable sealing between the upstream and downstream sides is realized.
  • FIG. 3 The schematic diagram shown of a part of the cylindrical outer surface 6 of the rotor 5, for which the partition 10 and the two annular sealing lips 12, 13 are only partially shown, shows the type of attachment of the two sealing lips 12, 13 on the cylindrical outer surface 6.
  • the interruption of the two ring-shaped sealing lips 12, 13 approximately in the middle of the illustration is only shown for reasons of clarity in order to clarify the arrangement or the structure of the cylindrical outer surface 6, the two ring-shaped sealing lips 12, 13 and the partition wall 10.
  • the partition wall 10 sits 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 lateral surface 6 of the rotor 5.
  • partition wall 10 can differ from the illustration in figure 3 also about or exactly in the middle - be arranged the rotor 5 - seen in the axial direction.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationswärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • 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 Rotationswärmetauschers 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 Abluftanteile 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 Beeinträchtigungen 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.
  • Aus der EP 0 413 184 A2 ist ein Rotationswärmetauscher bekannt, der von einem ersten Fluidstrom und einem zweiten Fluidstrom gegenläufig durchströmt wird. Zu dem Rotationswärmetauscher gehört ein drehbar gelagerter Rotor, der einen ersten Strömungssektor für den ersten Fluidstrom und einen zweiten Strömungssektor für den zweiten Fluidstrom aufweist, die er bei einer Drehung durchläuft. Der Rotor ist innerhalb einer Halterung drehbar gelagert. Mittels einer Dichtungsvorrichtung ist die Anströmseite des ersten Fluidstroms und die Abströmseite des zweiten Fluidstroms von der Abströmseite des ersten Fluidstroms bzw. der Anströmseite des zweiten Fluidstroms abtrennbar. Zu der Dichtungsvorrichtung gehört eine erste Dichtung, die gegen die anströmseitig des ersten Fluidstroms angeordnete Seite einer Trennwand abdichtet, und eine zweite Dichtung, die gegen die anströmseitig des zweiten Fluidstroms angeordnete Seite derselben Trennwand abdichtet. Beide Dichtungen haben jeweils einen Axialdichtungsabschnitt, der auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors sitzt, und einen Radialdichtungsabschnitt, der auf der Anströmseite des ersten bzw. des zweiten Fluidstroms angeordneten Seite der Trennwand sitzt.
  • Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den 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, die Nutzungsdauer der mit der Trennwand zusammenwirkenden Dichtungsvorrichtung erhöht und ggf. ein erforderlicher Austausch der Dichtungsvorrichtung erleichtert ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotationswärmetauscher gelöst, der neben den Merkmalen des Oberbegriffs auch die des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 aufweist. 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 Abdichtwirkung zwischen der Trennwand und den beiden Dichtungen, wobei diese Abdichtwirkung im ersten Strömungssektor durch den ersten Fluidstrom und im zweiten Strömungssektor durch den zweiten 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 Fluidströmen. 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.
  • Um für alle Anwendungs- und Einsatzarten des Rotationswärmetauschers eine sichere Abdichtwirkung zu gewährleisten, sind beide Dichtungen mit ihren Axialdichtungsabschnitten auf der zylindrischen Außenmantelfläche des Rotors dicht befestigt und mit ihren Radialdichtungsabschnitten in gleitende und dichtende Anlage gegen die ihnen jeweils zugeordnete Seite der Trennwand bringbar. Beide Dichtungen erstrecken sich um den gesamten Umfang des Rotors auf dessen zylindrischer Mantelfläche. Aufgrund der Rotation des Rotors bzw. der Speichermasse gelangt jeder Umfangsabschnitt der Dichtungen in beide Strömungssektoren bzw. Fluidströme und ist somit entgegengesetzten Druckdifferenzen ausgesetzt. 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 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 Außenmantelfläche des Rotors vorzusehen.
  • Vorteilhaft sind die Dichtungen der Dichtungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Rotationswärmetauschers aus einem fluidundurchlässigen, 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.
  • 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. Fortluftstrom 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. Zuluftstrom 2 durchströmt wird. Entsprechend besitzt der Rotor 5 einen zweiten Strömungssektor 8, der in Gegenrichtung zum Außenluft- bzw. Zuluftstrom 2 vom Abluft- bzw. Fortluftstrom 3 durchströmt wird.
  • Der Rotor 5 des Rotationswärmetauschers 1 ist um ein in den Figuren nicht gezeigtes Lager bzw. eine Nabe drehbar angeordnet.
  • 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. Fortluftstroms 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 Abluft- 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 vorgesehen 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 Herstellung 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 entsprechend 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. Fortluftstroms 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 Umfang 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 Außenmantelfläche 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 Differenzdrücke 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. Fortluftstrom 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 Strömungssektoren 7, 8 des Rotors 5 ein Andrücken des Radialdichtungsabschnitts 15 der ersten ringförmigen Dichtungslippe 12 gegen die der Anströmseite des Außenluft- bzw. Zuluftstroms 2 zugewandten Seite der Trennwand 10 bzw. des Radialdichtungsabschnitts 17 der zweiten ringförmigen Dichtungslippe 13 gegen die der Anströmseite des Abluft- bzw. Fortluftstroms 3 zugewandte 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.
  • 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 (5)

  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 Abströmseite des ersten Fluidstroms (2) bzw. der Anströmseite des zweiten Fluidstroms (3) abtrennbar ist, wobei 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, wobei die erste Dichtung (12) als 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, und wobei die zweite Dichtung (13) als 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, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtungslippen (12, 13) ringförmig ausgebildet sind und 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.
  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 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.
  5. Rotationswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen erste Dichtung (12) und dessen zweite Dichtung (13) um den gesamten Umfang des Rotors (5) auf dessen zylindrischer Mantelfläche (6) verlaufen.
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