DE1501584A1

DE1501584A1 - Regenerator

Info

Publication number: DE1501584A1
Application number: DE19651501584
Authority: DE
Inventors: Gerben Vonk; Hermen Zwagerman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1964-09-11
Filing date: 1965-09-07
Publication date: 1969-10-30
Also published as: NL6410575A; GB1106660A; US3384157A; CH454195A; BE669418A

Description

Die Erfindung betrifft einen Regenerator mit einem Gehäuse, welches wenigstens eine aufgerollte bandförmige Füllmasse enthält. Bei bekannten Regeneratoren der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, bereitet die Wärmeleitung durch das Bandmaterial in der Durchströmungsrichtung durch den Regenerator immer Schwierigkeiten. Besonders wenn die Absicht ist extrem hohe Temperaturen zu erzielen, ist es weiterhin wichtig, dass der Füllfaktor hoch ist und dass eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche vorhanden ist. Die Verwirklichung dieser Absicht führt zu Bandmaterial sehr geringer Stärke und folglich geringer Zugfestigkeit, so dass das Band nicht mehr widerstandsfähig genug ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Lösung für diese Probleme zu schaffen und weist das Kennzeichen auf, dass die Füllmasse aus einem aufgerollten Band aus die Wärme schlechtleitendem Material besteht, welches auf einer Seite oder beiden Seiten mit einer Schicht aus einem Material mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme versehen ist. Eine solche Füllmasse weist dann eine geringe Wärmeleitfähigkeit in der Durchströmungsrichtung auf, während das Trägermaterial für die nötige Festigkeit sorgt, kann das aufgebrachte Material weich und spröde sein.

Nach einer günstigen Ausführungsform des Regenerators nach der Erfindung kann das Band aus Material schlechter Wärmeleitfähigkeit aus einer Kunststoff- oder Papierfolie bestehen. Unter gewissen Verhältnissen lässt sich ein Metallband verwenden, welches dann eine viel geringere Wärmeleitfähigkeit hat als die aufgebrachte Materialschicht.

Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform ist die Materialschicht mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme von am Band anhaftenden Teilchen eines Materials mit hoher spezifischer Wärme gebildet, wobei die Teilchen flachgedrückt sind, so dass sie einander wenigstens nahezu berühren. Auf diese Weise ist eine Schicht entstanden, die eine gleich große Wärmekapazität hat wie eine homogene Schicht gleicher Stärke, aber deren Berührungsflächen zwischen den Teilchen als Wärmewiderstand wirksam sind. Dadurch zeichnet sich die Schicht also durch eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aus. Um zu verhüten, dass benachbarte Windungen aneinander zur Anlage kommen, mit allen unangenehmen Folgen davon, weist die Materialschicht mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme Unebenheiten auf, die als Distanzhalter zwischen aufeinanderfolgenden Windungen dienen.

Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform des Regenerators nach der Erfindung besteht die aufgebrachte Materialschicht aus einem Material, das bei sehr niedriger Temperatur eine höhere spezifische Wärme hat. Diese Materialschicht kann dabei nach der Erfindung aus einem Material gebildet sein, das aus der Gruppe Blei, Quecksilber, Kadmium oder deren Verbindungen gewählt ist. Diese sämtlichen Materialien haben auch bei sehr niedrigen Temperaturen noch eine höhere spezifische Wärme.

Sie sind aber alle verhältnismäßig weich, so dass sie sich infolge ihrer geringen Festigkeit schwer ohne weiteres zu einer bandförmigen Füllmasse verarbeiten lassen. Die Erfindung bietet die Lösung für dieses Problem. Das Trägerband verleiht dem aufgerollten Füllmassenband die erforderliche Festigkeit.

Um die Wärmeleitfähigkeit der Füllmasse nach der Erfindung in der Durchströmungsrichtung noch weiter zu beschränken, weist nach der Erfindung das aufgerollte Band Durchlochungen auf. Die Durchlochungen bieten den Vorteil, dass sie einen Austausch des Mittels in der Querrichtung möglich machen und außerdem die Wärmeleitung in der Durchströmungsrichtung herabsetzen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des vorliegenden Regenerators. Dieses Verfahren weist das Kennzeichen auf, dass ein dünnes Band aus einem verhältnismäßig schlechtleitendem Material auf wenigstens einer Seite mit einer Klebeschicht bedeckt wird, worauf auf diese Klebeschicht Teilchen eines Materials mit hoher spezifischer Wärme aufgebracht werden und das so erzielte Band anschließend gewalzt wird, in der Weise, dass die Teilchen geplattet und wenigstens nahezu aneinander gedrückt werden, worauf das Band aufgerollt und im Regeneratorgehäuse untergebracht wird.

Das Aufbringen der Teilchen kann nach der Erfindung dadurch erfolgen, dass das Band, nachdem es mit einer Klebeschicht versehen worden ist, durch einen Raum gezogen wird, der mit Teilchen eines Materials mit hoher spezifischer Wärme gefüllt ist.

Nach der Erfindung wird das Band nach dem Walzen oder während des Walzens mit Unebenheiten versehen, die als Distanzhalter zwischen aufeinanderfolgenden Windungen dienen. Das Anbringen von Unebenheiten kann dadurch erfolgen, dass das Band durch eine Profilwalze durchgeleitet wird, so dass quer zur Längsrichtung des Bandes Rippen entstehen.

Das Band wird vor dem Aufrollen mit Durchlochungen versehen. Zum Zwecke der Materialersparnis ist es vorteilhaft, das Band vor dem Aufbringen der Klebeschicht zu durchlöchern.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 in Ansicht bzw. im Schnitt einen Teil eines Bandes, welches zu einer Regenerator-Füllmasse aufgerollt werden kann;

Fig. 3 und 4 in Ansicht bzw. im Schnitt das Band der Fig. 1 und 2 mit als Distanzhalter dienenden Rippen;

Fig. 5 und 6 in Draufsicht bzw. im Schnitt eine Regeneratorfüllmasse, und

Fig. 7 die Reihenfolge der Bearbeitungen eines Füllmassenbandes für einen Regenerator.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Band mit die Wärme schlechtleitenden Eigenschaften, z.B. eine Papierfolie mit einer Stärke von 50 µ bezeichnet. Dieses Band ist beiderseits mit einer Schicht versehen, die von am Band angehafteten und geplatteten Teilchen 2 gebildet ist. Wie aus der Figur ersichtlich, berühren die Kügelchen 2 einander, wobei die Trennflächen Wärmeübergangswiderstände darstellen.

Das Band ist weiterhin mit einer großen Zahl von Schlitzen 4 versehen, die einen Austausch von Mittel zwischen den Strömungskanälen in der Querrichtung ermöglichen und die weiterhin die Wärmeleitung in der Querrichtung des Bandes beschränken. Diese Schlitze können gegebenenfalls weggelassen werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein ähnliches Band wie in Fig. 1, aber jetzt mit mehreren Rippen 5 versehen, die beim Aufrollen als Distanzhalter dienen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen in Draufsicht bzw. im Schnitt ein zu einer Füllmasse aufgerolltes Band. In dieser Figur sind die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren verwendet. Nach der obigen Auseinandersetzung wird diese Figur keine nähere Erläuterung brauchen. Allerdings wird noch auf die besonders fein und regelmäßig aufgeteilten

Strömungskanäle 6 hingewiesen, die zwischen den Windungen entstanden sind.

Fig. 7 schließlich zeigt schematisch die Reihenfolge der Bearbeitungen, denen ein Band unterworfen werden muss, bevor es zur Verwendung als Regeneratorfüllmasse geeignet ist. Die Papierfolie 1 wird mit Hilfe von Spritzen 10 beiderseits mit einer Klebeschicht versehen. Anschließend wird das Band durch einen mit Bleikügelchen 11 gefüllten Behälter 12 geleitet, wobei die Bleikügelchen 11 an der Folie anhaften. Darauf werden die Bleikügelchen 11 in einer Walze 13 geplattet, worauf mittels einer Profilwalze 14 das Band auf einer Seite mit Rippen 5 versehen wird.

Das Papierband kann dabei eine Stärke von 50 µ, die aufgebrachten Schichten können nach dem Walzen je eine Stärke von 50 µ, und die Rippen eine Höhe von 25 µ haben. Bei diesen Abmessungen ergibt sich ein regelmäßiger, feinverteilter Regenerator.

Claims

1. Regenerator mit einem Gehäuse, welches wenigstens eine aufgerollte bandförmige Füllmasse enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmasse aus einem aufgerollten Band aus die Wärme schlechtleitendem Material besteht, und das Band auf einer Seite oder beiden Seiten mit einer Schicht aus einem Material mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme versehen ist.

2. Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus die Wärme schlechtleitendem Material von einer Kunststoff- oder Papierfolie gebildet ist,

3. Regenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme von am Band anhaftenden Teilchen aus einem Material mit hoher spezifischer Wärme gebildet ist, wobei die Teilchen derart flachgedrückt sind, dass sie einander wenigstens nahezu berühren.

4. Regenerator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme Unebenheiten aufweist, die als Distanzhalter zwischen aufeinanderfolgenden Windungen dienen.

5. Regenerator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit verhältnismäßig hoher spezifischer Wärme aus einem Werkstoff besteht, der bei sehr niedriger Temperatur eine höhere spezifische Wärme hat.

6. Regenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht aus einem Werkstoff besteht, der aus der Gruppe Blei, Quecksilber, Kadmium oder deren Verbindungen gewählt ist.

7. Regenerator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgerollte Band Durchlochungen aufweist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Regenerators nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dünnes Band aus einem verhältnismäßig schlechtleitendem Material auf wenigstens einer Seite mit einer Klebeschicht versehen wird, auf die Teilchen eines Materials mit einer hohen spezifischen Wärme aufgebracht werden, und anschließend das erzielte Band derart gewalzt wird, dass die Teilchen geplattet und wenigstens nahezu aneinander gedrückt werden, worauf das Band aufgerollt und im Regeneratorgehäuse untergebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band, nachdem es mit einer Klebeschicht versehen worden ist, durch einen Raum geleitet wird, der mit Teilchen aus einem Material mit hoher spezifischer Wärme gefüllt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Band nach dem Walzen wenigstens auf einer Seite mit Unebenheiten versehen wird, die als Distanzhalter zwischen auffolgenden Windungen dienen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band nach dem Walzen durch eine Profilwalze geleitet wird, so dass quer zur Längsrichtung des Bandes vorlaufende, aus der Bandfläche herausragende Rippen entstehen.

12. Verfahren nach Anspruch 8, 9, 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Band vor dem Aufrollen durchlöchert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Band durchlöchert wird bevor es mit der Klebeschicht versehen wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für das Band mit schlechter Wärmeleitfähigkeit Papier gewählt wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Klebeschicht aufgebrachten Teilchen aus einem Material bestehen, das bei sehr niedrigen Temperaturen eine gute Wärmekapazität besitzt.

16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die auf der Klebeschicht vorhandenen Teilchen Blei gewählt wird.