DE1401670B1

DE1401670B1 - Radialdrehspeicher-Waermetauscher

Info

Publication number: DE1401670B1
Application number: DE1962G0036437
Authority: DE
Inventors: Bubniak William Charles; Moffat Robert John; Mondt James Robert
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1962-11-20
Filing date: 1962-11-20
Publication date: 1969-09-04

Description

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Die Erfindung betrifft einen Radialdrehspeicher- Drehspeicher 18 hindurchtritt und hierbei erwärmt Wärmeaustauscher mit einem Drehspeicher, der ein^ wird und an der Auslaßseite 28 der Kammer 14 anteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei tritt. Die erwärmte Luft gelangt dann in eine Brenn-Rahmenrippen liegende, aus einem Paket Lamellen kammer der Turbine und die Verbrennungsgase werbestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem 5 den in der Turbine entspannt und treten durch die Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Einlaßseite 30 der Kammer 16 ein. Die Verbren-Speicherelement an beiden Enden radial überragen nungsgase treten dann in Richtung des Pfeiles B und zusammen mit Trennwanddichtungen an den durch den Drehspeicher 18 zur Auslaßseite 32 der Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinth- Kammer 16, wobei der Drehspeicher 18 Wärme aufdichtung bilden. io nimmt. Der Drehspeicher 18 hat also im Betrieb die

Ein derartiger Radialdrehspeicher-Wärmetauscher höchste Temperatur an der Innenseite und die Tem-

ist durch die USA.-Patentschrift 2 937 010 bekannt. peratur nimmt zur kühleren Außenseite hin ab.

Da die Dichtungslamellen bei der bekannten Bauart Der Drehspeicher 18 hat einen Rahmen aus zwei

in radialer Richtung gleichbleibende Stärke aufwei- Endringen 34, die durch in axialer Richtung liegende

sen, verbiegen sie sich infolge der bestehenden Tem- 15 Rahmenrippen 38 starr miteinander verbunden sind,

peraturdifferenzen während des Betriebes, so daß An den Endringen 34 sind Zahnkränze für den An-

sich die Spalte der Dichtung vergrößern. trieb des Drehspeichers gebildet. In den so gebildeten

Es ist ferner bekannt, bei zugleich als Dichtung Rahmen sind Speicherelemente 48 eingesetzt, die aus

verwendeten Rahmenrippen Durchbiegungen dieser Paketen von Metall-Lamellen, die eine maximale

Art durch Verstärkung an der kühleren Kante bzw. 20 Wärmeübertragungsfähigkeit haben, bestehen, so daß

durch Schlitze an der heißen Kante zu verhindern in ihnen also ein großes Temperaturgefälle und damit

(deutsche Patentschrift 818 960). Bei dieser Bauart starke Wärmedehnungen eintreten. Die Lamellen

wäre jedoch eine labyrinthähnliche Dichtung nur liegen in Ebenen, die durch die Drehspeicherachse

unter Verzicht auf einen Teil der Speicherelemente gehen,

erreichbar. 25 Jedes Lamellenpaket besteht aus Dichtungslamel-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus- len 50, die zwischen nichtdichtenden Lamellen 52 eingehend von der eingangs erwähnten Art von Dreh- gesetzt sind. Die Dichtungslamellen 50 bestehen aus Speicher-Wärmetauschern nach der USA.-Patent- zwei ebenen aneinanderliegenden Platten 54 und 56, schrift 2 937 010 die Verformung der Dichtungs- die an ihrer vorstehenden kühleren Kante 58 miteinlamellen an den vorstehenden Kanten infolge der im 30 ander und mit einem der Versteifung dienenden Betrieb auftretenden Wärmedehnungen zu verringern, Metallstreifen 60 durch Punktschweißen verbunden ohne dabei die Dichtwirkung der Dichtungslamellen sind. Die Enden der Dichtungslamellen 50 greifen in Umfangsrichtung zu beeinträchtigen. schwalbenschwanzartig in die Endringe 34, wodurch

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, sie in radialer Richtung festgelegt sind. Die Platten 54 daß jede Dichtungslamelle aus zwei aneinander an- 35 und 56 sind mit von dem Metallstreifen 60 ausgehenliegenden Platten besteht, die an der vorstehenden den und bis zu ihren wärmeren Kanten 62 reichenden kühleren Kante untereinander und mit einem der Schlitzen 64 und 66 versehen, wobei die Schlitze 64 Versteifung dienenden Metallstreifen verbunden sind in der einen Platte 56 versetzt zu den Schlitzen 66 in und von den Metallstreifen ausgehend bis zu den der anderen Platte 54 liegen, wodurch ein Gasstrom wärmeren Kanten reichende Schlitze aufweisen, wo- 40 in Umfangsrichtung des Drehspeichers praktisch bei die Schlitze in der einen Platte versetzt zu den unterbunden ist.
Schlitzen in der anderen Platte liegen. An den Gaseintritts- und -austrittsflächen des

Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe besteht Drehspeichers ragen die Dichtungslamellen 50 radial

darin, daß jede Dichtungslamelle aus einer einzigen nach innen bzw. außen über die nichtdichtenden

gewellten Platte besteht, bei der die Wellenscheitel im 45 Lamellen 52 und die Rahmenrippen 38 und passen

wesentlichen radial verlaufen und die an der vor- sehr eng in die rechteckigen Durchlässe 24 in den

stehenden kühleren Kante mit einem der Versteifung Trennwanddichtungen 20 und 22, so daß sie den

dienenden Metallstreifen verbunden ist. Gasdurchtritt zwischen den Kammern 14 und 16 ver-

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der hindern. In den Durchlässen 24 befinden sich jeder-

Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist 50 zeit mehrere Dichtungslamellen 50, die eine Laby-

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Radial- rinthdichtung zwischen den Kammern 14 und 16 bil-

drehspeicher-Wärmetauschers, den, zwischen denen ein großes Druckgefälle besteht.

F i g. 2 eine zum Teil weggebrochene Seitenansicht Ein mögliches schwaches Durchbiegen der Rahauf einen Teil des Drehspeichers, menrippen 38 und der nichtdichtenden Lamellen 52

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer 55 ist unschädlich, da diese nie in den Bereich der

Dichtungslamelle und Dichtungsfläche gelangen.

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung einer Die Dichtungslamellen 50 behalten trotz des in

anderen Ausführungsform einer Dichtungslamelle. ihnen herrschenden großen Temperaturgefälles eine

Der Radialdrehspeicher-Wärmetauscher hat ein im wesentlichen rechteckige Form innerhalb der

Gehäuse 10, in dem durch eine Trennwand 12 Kam- 60 Durchlässe 24. Der Metallstreifen 60 ist wesentlich

mern 14 und 16 gebildet sind und in dem ein Dreh- dicker als die Platten 54 und 56 und beträchtlich

speicher 18 drehbar gelagert ist, der durch Trenn- schmaler als diese, so daß in dem Streifen 60 kein

wanddichtungen 20 und 22 durch die Trennwand 12 wesentliches Temperaturgefälle auftritt. Die Streifen

tritt. 60 behalten also ihre gerade Lage zur Wandung der

Der Wärmetauscher kann mit einer Gasturbine zu- 65 Durchlässe 24. Die Platten 54 und 56 haben dagegen

sammenarbeiten, indem Luft vom Verdichter der ein großes Temperaturgefälle zwischen ihren wärme-

Turbine auf der Einlaßseite 26 in die Kammer 14 ein- ren Kanten 62 und ihren kühleren Kanten 58 und

tritt, sodann in Richtung des Pfeiles A durch den neigen cjaher dazu, sich gegen die wärmere Kante zu

biegen. Die Neigung wird im Bereich der kühleren Kante 58 durch die Befestigung mit dem Metallstreifen 60 unterdrückt und an der wärmeren Kante 62 durch die Schlitze 64 und 66 verringert.

F i g. 4 zeigt eine andere Form einer Dichtungslamelle. Diese besteht aus einer gewellten Platte 78, die längs ihrer kühleren Kante 76 mit einem versteifenden Metallstreifen 74 verbunden ist. Die Wellenscheitel 80 verlaufen im wesentlichen radial. Bei dieser Bauform steht der Neigung der Platte 78 zum konvexen Durchbiegen zur wärmeren Kante der Widerstand des Metallstreifens 74 entgegen und die Wellen der Platte 78 sichern, daß auch die wärmere Kante 80 gerade bleibt, weil die Platte in radialer Richtung steifer als in Längsrichtung ist.

Claims

P atentansprüche:

1. Radialdrehspeicher-Wärmetauscher mit einem Drehspeicher, der einteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei Rahmenrippen liegende, aus einem Paket Lamellen bestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Speicherelement an beiden Enden radial überragen und zusammen mit Trennwanddichtungen an den Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinthdichtung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtungslamelle (50) aus zwei aneinanderliegenden Platten (54, 56) besteht, die an der vorstehenden kühleren Kante (58) untereinander und mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen (60) verbunden sind und von den Metallstreifen ausgehend bis zu den wärmeren Kanten reichende Schlitze (64, 66) aufweisen, wobei die Schlitze in der einen Platte versetzt zu den Schlitzen in der anderen Platte liegen.

2. Radialdrehspeicher-Wärmetauscher mit einem Drehspeicher, der einteilige Rahmenrippen aufweist und zwischen je zwei Rahmenrippen liegende, aus einem Paket Lamellen bestehende Speicherelemente enthält, wobei in dem Paket Dichtungslamellen enthalten sind, die das Speicherelement an beiden Enden radial überragen und zusammen mit Trennwanddichtungen an den Umfangsflächen des Drehspeichers eine Labyrinthdichtung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtungslamelle aus einer einzigen gewellten Platte (78) besteht, bei der die Wellenscheitel im wesentlichen radial verlaufen und die an der der vorstehenden kühleren Kante (76) mit einem der Versteifung dienenden Metallstreifen (74) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen