DE1245395B - Drehbarer ringfoermiger Speicherwaermeaustauschkoerper - Google Patents

Drehbarer ringfoermiger Speicherwaermeaustauschkoerper

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DE1245395B
DE1245395B DEC28785A DEC0028785A DE1245395B DE 1245395 B DE1245395 B DE 1245395B DE C28785 A DEC28785 A DE C28785A DE C0028785 A DEC0028785 A DE C0028785A DE 1245395 B DE1245395 B DE 1245395B
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DE
Germany
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ceramic
heat exchange
boundary surfaces
gas channels
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DEC28785A
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Inventor
Gail Preston Smith
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Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Glass Works
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04Regenerative 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Drehbarer ringförmiger Speicherwärmeaustauschkörper Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeaustauscher, insbesondere Wärmeaustauschkörper für Regeneratoren, namentlich für Gasturbinen.
  • Die österreichische Patentschrift 198 407 beschreibt einen drehbaren, regenerativen Wärmeaustauscher für die Verwendung in Herdanlagen, wie Siemens -Martin-Öfen und Koksöfen. Dieser ortsfeste Regenerator besteht aus Gehäuse und Rotor, wobei sowohl der Rotor als auch das Gehäuse aus einem oberen, dem Einlaß des heißen Gases und dem Auslaß des erwärmten Gases zugekehrten Teil aus feuerfestem keramischem Material und einem unteren Teil aus metallischem Material bestehen. Der obere Rotorteil weist Wandteile aus feuerfestem keramischem Material auf, die zwischen Metallflanschen eingesetzt sind und Kammern bilden, die mit feuerfesten keramischen Elementen, z. B. Rohren, angefüllt sind. Dieser Rotor stellt keinen einheitlichen, kompakten, mechanisch festen Körper mit hoher Wärmeschockbeständigkeit dar, wie er für die Verwendung bei Gasturbinen hoher Geschwindigkeit in einer beweglichen Einheit, z. B. einem Kraftfahrzeug, gefordert werden muß.
  • Die USA.-Patentschrift 2 974 404 beschreibt einen einheitlichen Wärmeaustauscher, der für die vorstehende Verwendung gedacht ist. Bei der Herstellung dieses Wärmeaustauschers wird eine Vielzahl von Rohren aus Borsilikatglas in ein Halterohr größeren Durchmessers aus Borsilikatglas gesteckt. Dieser zusammengesetzte Körper wird mit einer metallhaltigen Lösung, vorzugsweise einer Metallsalzlösung, befeuchtet und anschließend auf- eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Glases erhitzt, um durch Ionenaustausch eine dichtende Metallschicht auf den Rohren zu erzeugen. Borsilikatgläser der verwendeten Art haben im allgemeinen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 30 bis 50 -10-'/°C. Andere keramische Werkstoffe sind einer solchen Ionenaustauschbehandlung im allgemeinen nicht zugänglich.
  • Die deutsche Patentschrift 1097 344 beschreibt keramische Werkstoffe mit Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe Null und ein Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen keramischen Wabenzellkörpers aus diesen Werkstoffen, der zwei Paar etwa parallel einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen und eine Vielzahl von glattwandigen Gaskanälen aufweist, welche sich zwischen dem einen Paar gegenüberliegender paralleler Begrenzungsflächen erstrecken, an diesen enden und durch die dünnen Wände des keramischen Werkstoffes begrenzt sind. Die USA: Patentschrift 2 920 971 beschreibt teilweise kristallisierte keramische Werkstoffe, die durch Wärmebehandlung bestimmter Gläser erhalten werden und je nach der Zusammensetzung und Behandlung sehr unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben. In der deutschen Patentschrift 1084 285 wird ein Wärmeaustauscher beschrieben, der aus einer von einer Wand umgebenen Füllmasse besteht, wobei die Füllmasse aus einer Anzahl Drahtgazeschichten bestehen kann, die bei der Herstellung am Umfang mit flüssigem Material, beispielsweise keramischem Material, umgeben werden, das anschließend fest wird.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, einen drehbaren, ringförmigen Speicherwärmeaustauschkörpermit einheitlicher Struktur zu schaffen, der eine größere mechanische Festigkeit und eine höhere Wärmeschockbeständigkeit aufweist als die bisherigen Wärmeaustauscher. Die Lösung dieser Aufgabe war besonders wichtig für die Verwendung derartiger Wärmeaustauschkörper bei Gasturbinen in beweglichen -Einheiten, wie Kraftfahrzeugen.
  • Die Versuche zur Entwicklung eines drehbaren Wärmeaustauschkörpers aus Glasrohren gemäß der USA.-Patentschrift 2974404 führten nicht zum Erfolg. Die Glaskörper zerbrachen im Gebrauch durch den Schock, der durch die mechanische Erschütterung verursacht wurde, und/oder durch den Wärmeschock, der durch den äußerst raschen Temperaturwechsel verursacht wurde.
  • Anschließend wurde der keramische Wabenzellkörper gemäß der deutschen Patentschrift 1097 344 entwickelt und in verschiedenen Kombinationen mit keramischen Werkstoffen der in den USA.-Patentschriften 2 920 971, 2106 744 beschriebenen Art angewendet. Die erhaltenen Wärmeaustauschkörper zeigten zwar im Gebrauch eine beträchtliche Verbesserung, es trat jedoch immer noch mechanischer Bruch auf. Daher mußte weiter nach einem einheitlichen Wärmeaustauschkörper mit einer noch größeren mechanischen Festigkeit gesucht werden.
  • Bei der Suche nach einer derartigen Verbesserung wurde überraschend gefunden, daß man die gewünschte Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Wärmeschockbeständigkeit dadurch erreichen kann, daß die Bauelemente des Wärmeaustauschers durch einen verschäumten keramischen Kitt aneinander befestigt werden, vorausgesetzt, daß alle keramischen Teile einschließlich des Kitts einen untereinander etwa gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von -10 bis -i-10 -10-'/°C haben. Die überraschende Verbesserung der mechanischen und Wärmeschockbeständigkeit ist anscheinend das Ergebnis einer Umsetzung zwischen den abdichtenden Flächen der keramischen Elemente und dem verschäumten Kitt, wodurch eine einheitliche Struktur erreicht wird, die praktisch frei von Störstellen an den abdichtenden Flächen ist.
  • Die Erfindung geht daher aus von einem drehbaren, ringförmigenSpeicherwärmeaustauschkörperauseinem dünnwandigen, aus keramischem Werkstoff bestehenden Wabenzellkörper, der zwei Paar etwa parallel oder konzentrisch einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen und eine Vielzahl von glattwandigen Gaskanälen aufweist, welche sich zwischen dem einen Paar gegenüberliegender paralleler bzw. konzentrischer Begrenzungsflächen erstrecken, an diesen enden und durch die dünnen Wände des keramischen Werkstoffes begrenzt sind, während die Begrenzungsflächen des anderen Paares mit starren keramischen Abdeckteilen versehen sind. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckteile an dem Wabenzellkörper durch einen verschäumten keramischen Kitt befestigt sind und daß die Abdeckteile, die Zellwände und der verschäumte keramische Kitt alle einen untereinander etwa gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von -10 bis -E-10 - 10-'/°C haben.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung noch besser verständlich werden.
  • F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines Wärmeaustauschers mit einer Hilfsanlage, die den Weg der Gaskanäle durch ihn zeigt; F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauscherkörpers nach der Erfindung, in dem die Kanäle so verlaufen, daß die Gase in axialer Richtung hinduchströmen; F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Wärmeaustauschkörpers, bei der die Kanäle radial verlaufen; F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Zellensegments, das zum Aufbau eines Wärmeaustauschkörpers mit radialer Durchflußrichtung dienen kann.
  • Nach F i g. 1 tritt frisches Heizgas durch eine Leitung 10 in einen Kompressor 11, wo seine Temperatur und sein Druck erhöht werden. Von dort strömt das Gas durch die Leitung 11a in einen ersten Teil eines Wärmeaustauschkörpers, der, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, auf hohe Temperatur erwärmt worden ist. In diesem Teil 12 des Wärmeaustauschkörpers 13 erwärmt sich das Gas in Berührung mit den vorgewärmten keramischen Wänden, die die Gaskanäle begrenzen, und strömt dann mit höherer Temperatur nach der gegenüberliegenden Seite des Austauschers durch die Leitung 14. Das hoch erhitzte Gas gelangt zuerst in einen Brenner 15, wo seine Temperatur durch Verbrennung noch weiter ansteigt. Das heiße Gas aus dem Brenner dehnt sich dann in einer Turbine 16 aus, wobei ein Teil seiner Energie in Arbeit umgewandelt wird. Das Abgas aus der Turbine fließt durch eine weitere Leitung in einen jetzt verhältnismäßig kühlen Teil 18 des Wärme austauschkörpers 13, an den es einen wesentlichen Teil seiner Wärme abgibt. Von da entweicht es durch eine Leitung 19. Der Wärmeaustauschkörper 13 dreht sich hierbei, so daß derjenige Teil davon, der durch dis aus der Turbine kommenden Gase aufgeheizt worden ist, alsbald in den Bereich der Gaszuleitung 11a von dem Kompressor 11 gelangt, um das aus dem Kompressor kommende Gas aufzuwärmen. Die den Teilen 12 und 18 entsprechenden Bereiche des Wärme austauschers sind voneinander durch ortsfeste Dichtungen 20 getrennt, die über die oberen und unteren Begrenzungsflächen des Wärmeaustauschkörpers hinweggehen.
  • Die Wärmeaustauschkörper für das in F i g. 1 gezeigte System haben im allgemeinen die Form eines Zylinders oder Rings. E'n derartiger Körper für ein Fließsystem mit axialem Durchgang der Gase wird in F i g. 2 gezeigt.
  • In F i g. 2 besteht der Wärmeaustauschkörper mit dem axial gerichteten Gasdurchfluß aus einer ringförmigen Wabenzelle mit einer Vielzahl durchgehender Gaskanäle 21, die von der oberen Grenzfläche 22 bis zur unteren Begrenzungsfläche 24 parallel zur Achse des Körpers verlaufen. Diese Gaskanäle werden durch dünne Zellwände 26 aus keramischem Werkstoff begrenzt und voneinander getrennt. Auf der Innenseite seiner Nabe oder axialen Bohrung hat der Körper einen als Nabenwandung ausgebildeten Abdeckteil 30 und auf seiner Außenseite einen als Mantelfläche ausgebildeten Abdeckteil 32. Die inneren und äußeren Abdeckteile 30 und 32 werden an den Wabenzellkörper mit einem keramischen Kitt 34 befestigt, der an Ort und Stelle durch Wärmeeinwirkung verschäumt wird. Der Wärmeaustauschkörper nach F i g. 2 kann durch (hier nicht gezeigte) Vorrichtungen, die sich an der Nabe oder dem Außenrand oder an beiden Stellen befinden, in Umdrehung versetzt werden.
  • Bei einem Wärmeaustauscher mit radial verlaufender Strömungsrichtung der Gase verlaufen die Gaskanäle radial zur Mittelachse des zylindrischen oder ringförmigen Zellenkörpers, wie es in F i g. 3 gezeigt wird. Die Wabenzelle hat hier eine Vielzahl von durchgehenden radialen Gaskanälen 36, die ebenfalls voneinander durch dünne keramische Zellwände 37 getrennt sind, aber eben hier von der Innenwandung 38 nach außen gehen und an der äußren Mantelfläche 39 enden. Die Wabenzelle mit der radialen Fließrichtung kann auch hier ein einziger ringförmiger Wärmeaustauscherkörper sein, wobei diesmal die Ober- und Unterseiten mit als Ringscheiben ausgebildeten Abdeckteilen 44 bedeckt sind, die durch einen verschäumten keramischen Kitt 46 an dem Wabenzellenkörper befestigt sind. Zum Drehen dieses Wärmeaustauschkörpers mit der radialen Fließrichtung der Gase sind wiederum bekannte Vorrichtungen angebracht (hier nicht gezeigt), die eine Drehkraft auf die Ränder ausüben können.
  • Für manche Zwecke kann es aber auch erwünscht sein, die Wärmeaustauschkörper mit radialer Fließrichtung der Gase aus einer Anzahl von Segmenten aufzubauen. Dies bietet den Vorteil, daß man beispielsweise, falls ein Teil des ringförmigen Austauschers beschädigt werden sollte, bei einer aus mehreren Segmenten bestehenden Anordnung den Gesamtkörper leicht durch einfaches Auswechseln des beschädigten Segmentteils ausbessern kann. Ein Segment von dieser Art, das zum Aufbau eines ringförmigen Wärmeaustauschers geeignet ist, wird in F i g. 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform besteht das Segment 53 aus einem pyramidenstumpfförmigen Körper mit den Kanälen 50, die sich zwischen der Grundfläche 52 und der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche 51 erstrecken. Eine andere äußere (obere) Fläche des Körpers trägt eine Randplatte, die, wie oben bei dem ringförmigen Körper, durch einen verschäumten keramischen Kitt 54 befestigt ist. Für den ringförmigen Aufbau des ganzen Wärmeaustauschers werden eine Anzahl dieser Segmente beispielsweise durch Stahlbänder zusammengehalten, die oben und unten um die (äußeren) Flächen 52 herumgelegt werden. Dasselbe kann man durch Aufkitten von Abdeckstücken erreichen, wie sie beispielsweise in F i g. 3 mit 44 gezeigt sind und die nach Zusammensetzen der Segmente auf ihnen befestigt werden.
  • Wabenartige keramische Zellenkörper, die nach der Erfindung verwendbar sind, kann man nach verschiedenen Verfahren herstellen. Beispielsweise kann man pulverige, keramische Rohstoffe mit einem Bindemittel vermischen und dann in einer Strangpresse zu Bändern formen. Die erhaltenen Bänder kann man dann gegebenenfalls weiter verformen und weiter zusammenbauen, entweder für sich allein oder zusammen mit anderen Bändern derselben Art, um die gewünschte Zellenform zu erhalten. Das erhaltene Wabengebilde sintert man dann zu einem einheitlich festen Körper, vorzugsweise jedoch stellt man die Zellenkörper nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1097 344 her.
  • Um einen Zellenaufbau nach vorliegender Erfindung herzustellen, mit Eigenschaften, die für Wärmeaustauschkörper geeignet sind, kommt es darauf an, solche keramischen Werkstoffe zu verwenden, die nach dem Brennen einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, nämlich von -10 bis +10 # 10-7/'C innerhalb eines größeren Temperaturbereichs. Geeignete keramischen Werkstoffe für diesen Zweck sind z. B. Lithiumaluminiumsilikate, wie glasiger oder kristalliner Petalit und ß-Spodumen, glaskeramische Massen auf Lithiumaluminiumsilikatgrundlage, wie sie insbesondere nach Beispiel 1 der USA: Patentschrift 2 920 971 erhältlich sind, sowie Gemische aus den vorstehend genannten Stoffen. Glaskeramische Gemische auf der Grundlage von Petalit können etwa 10 bis 40 Gewichtsprozent an dem glaskeramischen Anteil und den Rest an Petalit enthalten. Gemische von ß-Spodumen und Petalit enthalten gewöhnlich etwa 1 bis 4 Teile Petalit auf 4 bis 1 Teil ß-Spodumen. Diese Gemische verarbeitet man normalerweise, je nach der Wandstärke, die die Zellen in dem fertigen Wärmeaustauscher haben sollen, in einer solchen Teilchengröße, daß alle Teilchen wenigstens durch ein Sieb von 0,074 mm Maschenweite hindurchgehen.
  • Aus den mit den keramischen Massen überzogenen Trägern können die Zellenkörper nach einer großen Anzahl von Verfahren aufgebaut werden. Die erhaltenen Gebilde werden Wabenzellkörper genannt, was im Sinn der vorliegenden Erfindung einen einheitlichen Körper mit einer Vielzahl von ganz durchgehenden Gaskanälen von beliebiger, vorher festgelegter Größe und Form bedeutet, wobei jeder Gaskanal durch Wände aus dem keramischen Werkstoff begrenzt ist und zwischen einander gegenüberliegenden, etwa zueinander parallelen Flächen verläuft.
  • Wie vorstehend bereits angegeben wurde, sind Abdeckteile auf denjenigen Oberflächen des Zellkörpers angebracht, an denen keine Gaskanäle enden. Diese Abdeckteile, die hier z. B. in Form von Naben oder Mantelflächen vorliegen, können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung besteht darin, daß man einen Schlicker bereitet, der möglichst dieselbe Zusammensetzung wie die zur Herstellung des Zellenkörpers verwendete keramische Masse hat oder aus Glas besteht, z. B. aus einem 96 °/o-Silikaglas von der Art, die in der USA: Patentschrift 2106 744. beschrieben wird, und daß man aus diesem Schlicker den Überzug in der gewünschten Form gießt. Ein anderes geeignetes Verfahren besteht darin, daß man Plättchen, die beispielsweise aus dem obengenannten 96 °/o - Silikaglas bestehen, zu den gewünschten Bogenabschnitten formt und sintert. Dann setzt man mehrere, z. B. vier oder fünf solcher Bogenabschnitte zu der gewünschten Ringscheibenform zusammen und verbindet die aneinanderstoßenden Ränder der Abschnitte durch eine Wärmebehandlung miteinander.
  • Die Abdeckteile auf den Mantel- und Nabenflächen oder anderen Flächen befestigt man an dem Zellenkörper mit einem zur Schaumbildung befähigten keramischen Kitt, der alle diese Teile leicht und fest verbindet und der in verschäumtem Zustand einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Ein Kitt, der für diese Zwecke geeignet ist, hat z. B. eine Zusammensetzung von 1 bis 16 Gewichtsprozent Bleioxyd, 1 bis 15 Gewichtsprozent eines Flußmittels, 1 bis 611/0 Siliciumcarbid, 1 bis 611/, S03, während der Rest (wenigstens etwa 70 °/o der Gesamt-Kittmischung) praktisch aus einem Lithiumaluminiumsilikat besteht, z. B. aus glasigem oder kristallinem Petalit, einer glasigen keramischen Masse, die auf der Grundlage dieser Verbindung oder einer beliebigen Kombination der obengenannten Stoffe erhalten wird. Glasiger Petalit ist der bevorzugte Bestandteil. Typische Flußmittel für das erwähnte Gemisch sind die Fluoride und Oxyde der Metalle Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink, Cadmium, Blei, Lithium, Natrium und Kalium. Zweckmäßig nimmt man ein Flußmittelgemisch aus den Oxyden und Fluoriden. Der S03-Gehalt des Gemisches wird beispielsweise durch ein Sulfat, z. B. des Calciums, Bariums, Strontiums oder Lithiums, geliefert. Es liegt auf der Hand, daß der Zusatz einer dieser Verbindungen sowohl das S03 wie auch das oxydische Flußmittel liefert. Bleisulfat, das ebenfalls verwendbar ist, liefert das ohnehin nötige Bleioxyd und das S03. Die fertige Kittmischung gießt man dann in die Zwischenräume zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen und brennt dann das Ganze bei etwa 1050 bis 1150°C, bis das Verschäumen und Sintern beendet ist. Dann läßt man den Formkörper so weit abkühlen, daß er weiter behandelt werden kann.
  • Die Erfindung wird nachstehend noch näher an Hand eines Beispiels beschrieben, dessen Einzelheiten jedoch nur der Erläuterung dienen, die Erfindung aber nicht einschränken sollen.
  • Nach diesem Beispiel bereitet man ein keramisches Gemisch aus 75 Gewichtsteilen Petalit und 25 Gewichtsteilen einer glaskeramischen Masse, die die ungefähr folgende analytisch festgestellte Zusammensetzung hat: 70 Gewichtsprozent SiO2, 18 Gewichtsprozent AI203, 5 Gewichtsprozent Ti02, 3 Gewichtsprozent Li20, 3 Gewichtsprozent MgO und 1 Gewichtsprozent Zn0. Dieses Gemisch wird in einer Kugelmühle so lange gemahlen, bis alle Teilchen davon durch ein Sieb von 0,075 mm Maschenweite hindurchgehen. Dann wird eine Suspension dieses Gemisches hergestellt und auf Teebeutelpapier aufgebracht. Das so behandelte Papier wird nach der in der deutschen Patentschrift 1097 344 beschriebenen Arbeitsweise umgebogen und gebrannt, und man erhält einen Wabenzellkörper mit dreieckigen Kanälen.
  • Die Mantel- und Nabenteile werden für den erwähnten Zellenkörper aus einem Schlicker hergestellt, der aus dem für die Herstellung des Körpers verwendeten glaskeramischen Gemisch bereitet worden war. Hierfür gießt man den Schlicker in ringförmige Formen von solcher Größe, daß die Gußkörper an den Zellenkörper passen, mit einem Schwundmaß von etwa 3 mm. Nach dem Trocknen nimmt man die Gußkörper aus den Formen und brennt sie bei etwa 1250°C.
  • Darauf fügt man den Zellenkörper, den Mantel- und den Naben-Abdeckteil zusammen, wobei man einen Kitt von folgender Zusammensetzung zum Zusammenkleben verwendet: 9,23 Gewichtsprozent Zinkfluorid, 1,28 Gewichtsprozent Calciumfluorid, 3,42 Gewichtsprozent Siliciumcarbid, der Rest Petalit, der mit Bleisulfat in solcher Menge zusammengeschmolzen worden ist, daß 8 % Bleioxyd und 12,87 °/o SO, vorliegen. Eine Masse von dieser Zusammensetzung dispergiert man in einem Gemisch, das aus 75 Gewichtsprozent Butylalkohol und 25 Gewichtsprozent Toluol besteht und mahlt das Ganze in einer Kugelmühle so lange naß zusammen, bis alles gründlich durchgemischt ist. Dieser Kitt wird dann in die ringförmigen Spalten zwischen den Teilen des Wärmeaustauscherkörpers gegossen. Der erhaltene Körper wird dann in einen Ofen gesetzt und mit einer Geschwindigkeit von 2° C/Min. bis auf 100°C erwärmt. Nach weiteren 2 Stunden heizt man mit einer Geschwindigkeit von 5°C/Min. bis auf 1100°C und hält diese Temperatur 1 Stunde und 15 Minuten, wobei die Verschäumung zum Abschluß kommt. Dann Iäßt man den Ofen mit einer Geschwindigkeit von 5°C/Min. so weit abkühlen, daß der Körper aus dem Ofen genommen werden kann. Wabenförmige Zellenkörper, die auf diese Weise zu Wärmeaustauscherkörpern verarbeitet worden sind, haben eine außerordentlich große Anzahl von Gaskanälen je Einheit der quer zu den Kanälen liegenden Oberflächen. Ganz allgemein kommen auf 100 cm2 dieser Oberflächen der Zelle über 6100 Kanäle. Daraus geht hervor, daß der größte Teil des Querschnitts hohl ist. Die erhaltenen Körper sind verhältnismäßig leicht; ihr Raumgewicht liegt in der Größenordnung von etwa 0,48. Die Körper haben ferner einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa -10 bis 10 - 10-'/°C bis zu etwa 300°C, der auch gleich 0 werden kann. Es ist deshalb zu verstehen, daß diese Körper ohne Schaden sehr starken Temps.. raturschwankungen ausgesetzt werden können, z. B. wiederholten Erwärmungen auf über 1000°C, also auf Temperaturen weit höher als die beim Gasturbinenbetrieb gewöhnlich auftretenden. Die ausgezeichnete chemische Beständigkeit der Körper läßt ferner eine lange Benutzung trotz der korrosiven Bedingungen au, die auf dem erwähnten Anwendungsgebiet herrschen.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung und den Erläuterungen geht hervor, daß die Erfindung sich auf Wärmeaustauschkörper bezieht, die deshalb sehr wertvoll sind, weil sie physikalisch und chemisch äußerst beständig und dennoch preiswert sind, sich durch einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auszeichnen und leicht mit großer Maßhaltigkeit hergestellt werden können. Das letztere ist wichtig, weil die Wärmeaustauschkörper, wie hier gezeigt, als Drehkörper benutzt werden; hierbei ist ein genaues Passen der Körper besonders wichtig. Alle diese praktischen Vorteile erreicht man aber wohlgemerkt unter Verwendung von leicht erhältlichen und billigen Rohstoffen und unter Benutzung von Techniken, die dem keramischen Fachmann geläufig sind. (Soweit nichts anderes angegeben, beziehen sich alle Prozentsätze und Teile in der vorstehenden Beschreibung auf Gewichte).

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Drehbarer, ringförmiger Speicherwärmeaustauschkörper aus einem dünnwandigen, aus keramischem Werkstoff bestehenden Wabenzellkörper, der zwei Paar etwa parallel oder konzentrisch einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen und eine Vielzahl von glattwandigen Gaskanälen aufweist, welche sich zwischen dem einen Paar gegenüberliegender paralleler bzw. konzentrischer Begrenzungsflächen erstrecken, an diesen enden und durch die dünnen Wände des keramischen Werkstoffes begrenzt sind, während die Begrenzungsflächen des anderen Paares mit starren keramischen Abdeckteilen versehen sind, d a -durch gekennzeichnet, daßdieAbdeekteile (30, 32, 44, 53) an dem Wabenzellkörper durch einen verschäumten keramischen Kitt (34, 46, 54) befestigt sind und daß die Abdeckteile (30, 32, 4!, 53), die Zellwände (26, 37) und der verschäumte keramische Kitt (34, 46, 54) alle einen unterem.. ander etwa gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von -10 bis -I-10 - 10-'/°C haben.
  2. 2. Speicherwärmeaustauschkörper nach An- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Gaskanäle (21, 36, 50) in an sich bekannter Weise etwa parallel oder radial zu seiner Mittel.. achse verlaufen.
  3. 3. Speicherwärmeaustauscherkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da8 er in an sich bekannter Weise aus einer Anzahl von etwa rechteckig-pyramidenstumpfförmigen Sel> menten (53) in solcher Weise zusammengesetzt ist, daß alle Grundflächen der Segmente zusammen die äußere Mantelfläche (52) bilden, wobei die Gaskanäle (36) zwischen den Grundflächen der Pyramidenstümpfe (52) und den dazu parallelen gegenüberliegenden Begrenzungsflächen (51) verlaufen, und Mittel zum Festhalten der zusammengesetzten Segmente in ihrer Ringstellung vorhanden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 758 672; deutsche Auslegeschriften Nr. 1097 344, 1084 285; österreichische Patentschriften Nr.198 407,107 907; schweizerische Patentschriften Nr. 334 078, 265 633; britische Patentschrift Nr. 750 303; USA: Patentschriften Nr. 3 081822, 2 974 404, 2 920 971, 1843 252.
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