DE2951279A1 - Regenerativer waermeaustauscher - Google Patents

Description

Regenerativer Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Wärmeaustauscher.

Die bekannten Regenerativ-Wärmeaustauscher, z. B. des Ljungström-Prinzips, sind mit riesigen Wärmespeichermassen in Form von Blechen, Keramikplatten oder -elementen bestückt, die aus verschiedenen Materialien bestehen.

Die Wärmespeicherung der Masse des Rotors erfolgt im Heißgasstrom (Sekundärluft). Durch die Rotation des Rotors erfolgt die Wärmeübertragung im Kaltgasstrom (Primärluft),und die Gasanströmung erfolgt dabei parallel zur Achse des Rotors.

In vielen Fällen, besonders bei Wärmeaustauschern zwischen Gasen mit hohem Staubgehalt und Gasen mit Temperaturen unter dem Taupunkt, bilden sich in der Speichermasse der bekannten Wärmeaustauscher Verkrustungen und Ablagerungen, die schwer wieder zu entfernen sind. Diese Ablagerungen verursachen

130029/0012

ORIGINAL INSPECTED CX)PY

Probleme mit dem Wärmeaustausch, sowie eine Erhöhung des Druckverlustes des Gasdurchflus.ses durch die Speichermasse ist die Folge.

Aufgrund dessen sind die Regenerativ-Wärmeaustauscher mit Reinigungsvorrichtungen ausgerüstet, die mit Dampf oder mit Luft die Ablagerungen abblasen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen regenerativen Wärmeaustauscher zu schaffen, der einen intensiven Wärmeaustausch zwischen Sekundär- und Primärgasströmen ermöglicht und eine problemlose Selbstreinigung der Speichermasse ohne zusätzliche Reinigungsausrüstung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor als Ringkörper aus mehreren rotationssymmetrischen Kammern besteht, die untereinander durch Wände gegeneinander abgetrennt sind, von denen die achsparallelen Trennwände für das gasförmige wärmeabgebende bzw. wärmeaufnehmende Medium durchlässig, und dje radialen Trennwände für das gasförmige Medium undurchlässig sind, und in den Kammern wärmeübertragende Elemente für den regenerativen Wärmeaustausch, unter Bildung einer Wirbelschicht bei Betrieb, eingebracht sind.

Erfindungsgemäß werden die Kammern dabei radial durchströmt. '

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, besteht aus dem als Rotor ausgebildeten Ringkörper 1, den Kammern 2, gebildet aus den Trennwänden 3 und 4, die mit den wärmeübertragenden Elementen 5 gefüllt sind.

130020/0012 '^A

COPY

Dabei ist der Rotor 'auf eirier Drehplatte 6 mit Achse 7 befestigt.

Im unteren Teil des Wärmeaustauschers befindet sich der Eintrittskanal 8, durch den das Gas 9 (z. B. Sekundärgas) radial dem Rotor zugeführt wird,und nach der Wärmeabgabe an die als Speichermasse ausgebildeten Elemente 5 verläßt es durch den Austrittskanal den Wärmeaustauscher. Der obere Teil des Wärmeaustauschers ist symmetrisch zum unteren Teil des Wärmeaustauschers ausgebildet, nur die Kanäle haben umgekehrte Funktionen, d. h. der Eintrittskanal für das Sekundärgas ist identisch mit dem Austrittskanal für das Primärgas.

Die Heißgas- und die Kaltgasseite des Regenerativwärmeaustauschers sind untereinander getrennt durch die Abdichtungselemente 11 und Führungsplatte 12.

Die Gestaltung der Elemente 5 der Wirbelschichtmasse kann z. B. als starre Hohlkugel oder als hohler Vielflächner ausgebildet sein, wobei der freie Innenraum teilweise mit einer wärmeleitenden Flüssigkeit sowie Dampf aus dieser Flüssigkeit gefüllt ist.

In den bekannten Regenerativ-Wärmeaustauschern mit senkrechter Achse und mit Gegenströmung der Gase ist es nicht möglich, eine Wirh^Qlschicht beiderseitig in der Speichermasse zu erreichen.

Aus diesem Grunde wurde vorteilhaft der Wärmeaustauscher mit waagerecht liegender Rotorachse und mit radialer Primär- und Sekundärluftanströmung geschaffen. Der Rotor 1 hat dabei die Form eines Ringes und ist unterteilt in radiale Sektoren und konzentrische Zonen, die die Kammern 2 für die Speicher-

130029/0012

.- 5

masse 5 bilden. Dabei sind die achsparallelen Trennwände 3 für das ga^örrnige wärmeabgebende bzw. wärmeaufnehmende Medium durchlässig und die radialen Trennwände 4 für das gasförmige Medium undurchlässig. Die Primär- und Sekundärgase fließen durch den Ringrotor 1 im Gegenstromprinzip, d. h. ein Strom von innen nach außen und der zweite von außen zum inneren Raum des Rotors.

Der entscheidende Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher mit Wirbelschichtspeichermasse unempfindlich gegen Verunreinigungen der Gase ist.

Durch die sehr gute Wärmeleitfähigkeit der Elemente in den einzelnen Kammern ergeben sich hohe Wärmeübergangsfaktoren, sowie durch das geringe Gewicht der Elemente kann der Rotor mit höherer Drehzahl betrieben werden als die herkömmlich ausgebildeten Wärmeaustauscher.

130029/0012

• C,

Leerseite

Claims (2)

1. Schutzansprüche

   Regenerativ-Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Ringkörper (1) aus mehreren rotationssymmetrischen Kammern (2) besteht, die untereinander durch Wände (3, 4) gegeneinander abgetrennt sind, von denen die achsparallelen Trennwände (3) für das gasförmige wärmeabgebende bzw. wärmeaufnehmende Medium durchlässig_/ und die radialen Trennwände (4) für das gasförmige Medium undurchlässig sind/ und in den Kammern (2) wärmeübertragende Elemente (5) für den regenerativen Wärmeaustausch,unter Bildung einer Wirbelschicht bei Betrieb, eingebracht sind.
2. 2. Regenerativ-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanunern (2) radial durchströmt sind.

   13ÖÖ29/0Ö12

   ORIGINAL INSPECTED