DE3011210A1 - Multiple-passage heat accumulator - comprises alternate strips with different corrugations assembled together - Google Patents
Multiple-passage heat accumulator - comprises alternate strips with different corrugations assembled togetherInfo
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Abstract
Description
Wilhelm Häberle
7486 Scheer / Württ.Wilhelm Häberle
7486 Scheer / Wuertt.
WärmespeicherHeat storage
Wärmespeicher sind bereits in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen bekannt und haben sich auch bewährt. Die mit durchströmbaren Kanälen ausgestatteten Wärmespeicher werden derzeit aus Drahtsieben hergestellt.Heat accumulators are already known in a large number of different designs and have also proven themselves. The heat accumulators, which are equipped with ducts that can flow through, are currently made from wire screens.
Die Oberfläche eines derartigen WärmeSpeichers ist zwar außerordentlich groß/ das Wärmespeichervermögen ist hierbei jedoch gering, da die Drähte in ihrem Durchmesser sehr klein gehalten werden müssen. Vor allem aber ist von Nachteil, daß ein hoher Strömungswiderstand zu überwinden ist, da das den Wärmespeicher durchströmende Medium ständig umgelenkt wird. Auch erfordert die Herstellung eines solchen Wärmespeichers einen erheblichen Fertigungsaufwand, so daß dieser oftmals nicht eingesetzt werden kann.The surface of such a heat accumulator is extremely large / the heat storage capacity is low here, since the wires are very small in diameter must be kept. Above all, however, it is disadvantageous that a high flow resistance has to be overcome, since this is the Heat storage medium flowing through is constantly diverted. Also requires the production of such a heat storage device a considerable manufacturing effort, so that it can often not be used.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wärmespeicher mit einer Vielzahl von durchströrabaren Kanälen zu schaffen, derIt is therefore the object of the invention to create a heat storage device with a large number of channels that can be flowed through
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nicht nur einen sehr geringen Strömungswiderstand aufweist, sondern der außerdem auf sehr einfache Weise und damit wirtschaftlich herzustellen ist. Außerdem soll leicht eine Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck möglich sein.not only has a very low flow resistance, but which is also very simple and therefore economical to manufacture. In addition, an adjustment should be easy depending on the intended use.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Wärmespeicher aus mehreren Lagen gewellter, geprägter oder mit einer Rändelung versehener Bänder oder Platten und aus zwischen diesen jeweils angeordneten glatten oder mit einer andersartigen Wellung, Prägung oder Rändelung versehenen Bändern oder Platten zusammengesetzt ist.According to the invention this is achieved in that the heat accumulator consists of several layers of corrugated, embossed or ribbons or plates provided with knurling and smooth or with a different types of corrugation, embossing or knurling provided bands or plates is composed.
Die gewellten, geprägten oder mit einer Rändelung versehenen Bänder oder Platten eines Wärmespeichers können jeweils die gleiche Querschnittsform aufweisen, es ist aber auch möglich, daß diese zur Schaffung unterschiedlich großer Kanäle einzeln oder abschnittsweise mit unterschiedlichen Querschnittsformen ausgestattet sind.The corrugated, embossed or knurled strips or plates of a heat accumulator can each have the have the same cross-sectional shape, but it is also possible that these individually to create channels of different sizes or are provided in sections with different cross-sectional shapes.
Die gewellten, geprägten oder mit einer Rändelung versehenen Bänder oder Platten können im Querschnitt dreieckförmig, rechteckig oder kreisabschnittförmig, vorzugsweise sinusförmig gewellt, ausgebildet oder mit derartigen Aussparungen oder Einprägungen versehen sein.The corrugated, embossed or knurled strips or plates can be triangular in cross-section, rectangular or circular segment-shaped, preferably sinusoidally corrugated, formed or with such recesses or embossing.
Vorteilhaft ist es, den Wärmespeicher als einen aus zwei oder mehreren unterschiedlich ausgebildeten Bändern gewickelten Rotationskörpern zu gestalten, dieser kann aber auch als ein aus einzelnen Platten zusammengesetzter Quader, indem die einzelnen ebenen Platten paketiert werden, ausgebildet sein.It is advantageous to have the heat accumulator as one wound from two or more differently designed strips To design rotational solids, this can also be a cuboid composed of individual plates by adding the individual flat plates are packaged, be formed.
Um eine höhere Festigkeit zu erzielen, können die einzelnen Lagen des Wärmespeichers durch Löten, Sintern, Schweißen, Nieten oder dgl. fest miteinander verbunden werden.In order to achieve greater strength, the individual Layers of the heat accumulator are firmly connected to one another by soldering, sintering, welding, riveting or the like.
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Das Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Wärmespeichers ist dadurch gekennzeichnet, daß ein gewelltes, geprägtes oder mit einer Rändelung versehenes Band zusammen mit einem glatten oder mit einer andersartigen Wellung, Prägung oder Rändelung ausgestatteten Bund übereinandergewickelt werden.The method for producing a wound heat storage device is characterized in that a corrugated, embossed or with a knurled band together with a smooth or a different type of corrugation, embossing or knurled collar are wrapped on top of each other.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines gewickelten Wärmespeichers ist in einfacher Ausgestaltung gekennzeichi.'··- durch eine antreibbare mit einem Spanndorn oder dgl. versehene Wickelvorrichtung, der zwei oder mehrere übereinander zu wickelnde Bänder gleicher oder unterschiedlicher Breite zuführbar S^d4 und einer beispielsweise aus zwei Walzen gebildeten Well-, Präge- oder Rändeleinrichtung mit vorzugsweise auswechselbaren Werkzeugen, durch die mindestens eines der Bänder vor dem gemeinsamen Auswickeln geführt ist, wobei es zweckmäßig ist, zumindest eines der aufgewickelten Bänder durch eine Bremseinrichtung hindurchufuhren.The device for the production of a wound heat accumulator is marked in a simple embodiment. - by a drivable winding device provided with a mandrel or the like, to which two or more bands of the same or different widths to be wound one above the other can be fed S ^ d 4 and one for example Two rollers formed corrugating, embossing or knurling device with preferably interchangeable tools, through which at least one of the tapes is guided before the common unwinding, it being useful to feed at least one of the wound tapes through a braking device.
Der gemäß der Erfindung ausgebildete Wärmespeicher ist auch als Wärmetauscher einsetzbar, wobei dessen Kanäle zur übertragung von Wärmeenergie von Medien mit unterschiedlichen Temperaturen durchströmbar sind. In die Kanäle des Wärmetauschers kann auch in Abhängigkeit von dessen Temperatur eine Flüssigkeit, vorzugsweise entkalktes Wasser taktweise eingespritzt werden.The heat accumulator designed according to the invention can also be used as a heat exchanger, its channels being used for transmission heat energy from media with different temperatures can flow through. In the channels of the heat exchanger Depending on its temperature, a liquid, preferably decalcified water, can also be added in cycles be injected.
Der gemäß der Erfindung ausgebildete Wärmespeicher ist nicht nur auf äußerst einfache Weise und damit wirtschaftlich herzustellen, sondern weist vor allem einen geringen Strömungs-The heat accumulator designed according to the invention is not only extremely simple and therefore economical to manufacture, but above all shows a low flow
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widerstand auf und ist vielseitig verwendbar. Wird nämlich der Wärmespeicher aus einzelnen Lagen gewellter Bänder oder Platten und zwischen diesen angeordneten glatten Bändern oder Platten zusammengesetzt, so verlaufen die von den Medien durchströmten Kanäle achsparallel zueinander, so daß keine Umlenkungen erforderlich sind. Die Medien können somit mit geringem Energieaufwand durch den Wärmespeicher hindurchströmen und die Wärmeenergie abgeben. Und da die Innenmantelfläche der Kanäle groß ist, ist auch ein guter Wärmeübergang gewährleistet. Außerdem ist von Vorteil, daß die Kanäle des Wärmespeichers aufgrund der geringen Strömungswiderstände sehr lang gehalten werden können, so daß auch eine große Masse zur Speicherung der Wärmeenergie gewählt werden kann.resistance and is versatile. Namely will the heat storage from individual layers of corrugated strips or plates and smooth strips arranged between them or plates assembled, the channels through which the media flows are axially parallel to one another, so that no diversions are required. The media can thus flow through the heat accumulator with little energy expenditure and release the heat energy. And since the inner surface area of the channels is large, there is also good heat transfer guaranteed. It is also advantageous that the channels of the heat accumulator due to the low flow resistance can be kept very long, so that a large mass can be selected to store the thermal energy.
Auch kann die Querschnittsfläche der einzelnen Kanäle extrem fein gehalten werden. Die verformten Bänder können hierbei z. B. bei einer Breite von 200 oder mehr mm nur mit einer Rändelung von 0,1 mm in der Höhe versehen sein. Es sind somit durch einfaches Aufwickeln von Bändern oder Paketieren von Platten Wärmespeicher herstellbar, deren Kanäle im Verhältnis zur Länge extrem klein sind, so daß völlig neue Anwendungsgebiete, da ein derartiger Wärmespeicher extrem hoch belastbar und die diesen durchströmenden Medien mit sehr hohem Druck zuführbar sind, erschlossen werden können.The cross-sectional area of the individual channels can also be extreme be kept fine. The deformed bands can here, for. B. with a width of 200 or more mm only with one Knurling of 0.1 mm in height. It is thus possible by simply winding up tapes or packaging heat accumulators can be produced from plates, the channels of which are extremely small in relation to their length, so that completely new ones Areas of application, since such a heat accumulator is extremely resilient and the media flowing through it with very high loads high pressure can be supplied, can be tapped.
Des weiteren ist von Vorteil, daß selbst während der Herstellung des Wärmespeichers ohne weiteres eine Veränderung der Querschnitte der Kanäle vorzunehmen ist. Bei einem gewickelten Wärmespeicher beispielsweise kann durch Auswechseln der Prägerollen problemlos die Verformung eines Bandes gewechselt werden, so daß es möglich ist, einen Wärmespeicher auch abschnittweise mit unterschiedlichen Kanälen auszustatten,A further advantage is that even during the manufacture of the heat accumulator, a change is readily made the cross-sections of the ducts is to be made. In the case of a wound heat accumulator, for example, it can be replaced by replacing it the embossing rollers can easily be changed the deformation of a tape, so that it is possible to use a heat storage device can also be equipped with different channels in sections,
Ferner kann das Verhältnis zwischen der Fläche eines Wärmespeichers und der freien Fläche der Kanäle günstig gewähltFurthermore, the ratio between the area of a heat accumulator and the free area of the channels is chosen favorably
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werden, so daß dieser auch klein baut. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es somit, einen Wärmespeicher herzustellen, der äußerst standfest ist, hoch belastet werden kann und dennoch auf einfache Weise wirtschaftlich zu fertigen ist.so that it also builds small. The configuration according to the invention thus makes it possible to produce a heat accumulator, which is extremely stable, can withstand heavy loads and yet is easy to manufacture economically is.
Weitere Einzelheiten des gemäß der Erfindung ausgebildeten Wärmespeichers sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind, zu entnehmen. Hierbei zeigen:Further details of the heat accumulator designed according to the invention are the exemplary embodiments shown in the drawing, which are explained in detail below. Here show:
Fig. 1 einen von Luft durchströmbaren Wärmespeicher in einem Axialschnitt,1 shows a heat accumulator through which air can flow in an axial section,
Fig. 2 den Wärmespeicher nach Fig. 1 in einem Teilschnitt in vergrößertem Maßstab,FIG. 2 shows the heat accumulator according to FIG. 1 in a partial section on a larger scale,
Fig. 3 den Wärmespeicher nach Fig. 1 in Draufsicht,FIG. 3 shows the heat accumulator according to FIG. 1 in plan view,
Fig. 4 einen als Rotationskörper ausgebildeten Wärmespeicher mit unterschiedlich großen Strömungskanälen in Draufsicht, 4 shows a heat accumulator designed as a rotary body with flow channels of different sizes in a plan view,
Fig. 5 bis 7Figures 5 to 7
jeweils einen Teil eines Wärmespeichers mot unterschiedlich gewellten Bändern,each part of a heat accumulator with differently corrugated ribbons,
Fig. 8 einen aus paketierten Platten zusammengesetzten Wärmespeicher und8 shows a heat accumulator composed of packaged plates and
Fig. 9 eine Vorrichtung zur Herstellung eines gewickelten Wärmespeichers in schematischer Darstellung.9 shows a device for producing a wound heat accumulator in a schematic representation.
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Der in Fig. 1 dargestellte und mit 11 bezeichnete Wärme-The shown in Fig. 1 and designated 11 heat
und speicher ist als Rotationskörper ausgebildet aus einem gewellten Band 12 und einem glatten Band 13 zusammengesetzt. Beide Bänder 12 und 13 sind in einem Arbeitsgang auf eine Nabe 15 aufeinandergewickelt und liegen somit wechselweise aneinander an, so daß durch die Wellung des gewellten Bandes 12 zwischen diesem und dem glatten Band 13 jeweils die Kanäle 14 gebildet sind. Je nach Höhe der Wellung kann somit auf einfache Weise die Querschnittsfläche der Kanäle 14 bestimmt werden. Durch einen Ring 17/ der auch aus dem glatten Band 12 hergestellt werden kann, werden die Bänder 12 und 13 zusammengehalten.and memory is formed as a body of revolution composed of a corrugated band 12 and a smooth band 13. Both tapes 12 and 13 are wound onto one another on a hub 15 in one operation and thus lie alternately to each other, so that by the corrugation of the corrugated belt 12 between this and the smooth belt 13 each the Channels 14 are formed. Depending on the height of the corrugation, the cross-sectional area of the channels 14 to be determined. Through a ring 17 / which also comes from the smooth ribbon 12 can be made, the ribbons 12 and 13 are held together.
Die Nabe 15 ist mit einer antreibbaren Welle 16 versehen, so daß der Wärmespeicher 11 langsam rotieren kann, damit beispielsweisejWie durch die unterschiedlichen Pfeile 5 und 6 angedeutet, erhitzte, über.ein Rohr 1 zugeführte Luft oder ein anderes Medium durch die Kanäle 14 strömen und Wärmeenergie an die Bänder 12 und 13 abgeben kann. Die abgekühlte Luft wird von einem Rohr 2 aufgenommen. Sobald die erhitzten Bänder in den Bereich des Rohres 3,mittels dem ein zu erwärmendes Medium in Richtung des Pfeiles 7 zugeführt wird, gelangen, strömt dieses im Gegenstromprinzip wiederum durch die Kanäle 14 und nimmt Wärmeenergie auf. Das erhitzte Medium strömt somit in dem Rohr 4 in Richtung des Pfeiles 8 ab. In den Bändern 12 und 13 wird demnach nicht nur Wärmeenergie gespeichert, sondern auch ausgetauscht, so daß der Wärmespeicher 11 ohne weiteres auch als Wärmeaustauscher eingesetzt werden kann.The hub 15 is provided with a drivable shaft 16, so that the heat accumulator 11 can rotate slowly so that For example, as indicated by the different arrows 5 and 6 indicated, heated air or another medium supplied via a pipe 1 flow through the channels 14 and Can give off heat energy to the belts 12 and 13. The cooled air is taken up by a pipe 2. As soon as the heated tapes in the area of the tube 3, by means of which a medium to be heated is supplied in the direction of arrow 7, it flows in turn in the countercurrent principle through the channels 14 and absorbs thermal energy. The heated medium thus flows in the tube 4 in the direction of the arrow 8 away. In the bands 12 and 13 is therefore not only thermal energy stored, but also exchanged, so that the heat accumulator 11 is easily used as a heat exchanger can be.
Der in Draufsicht dargestellte Wärmespeicher 41 nach Fig. 4 ist ebenfalls aus einem glatten Band 42 und einem gewellten Band 43 zusammengesetzt. Das gewellte Band 43 ist hierbei jedoch abschnittweise mit unterschiedlich groß bemessenen Wellungen versehen, so daß auch unterschiedlich große KanäleThe heat accumulator 41 shown in plan view according to FIG. 4 is also made of a smooth band 42 and a corrugated one Volume 43 composed. The corrugated band 43 is here, however, in sections with corrugations of different sizes provided so that different sized channels
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und 45 gebildet sind. Durch Auswechseln der Werkzeuge kann die Wellung auf einfache Weise während des Aufwickeins geändert werden.and 45 are formed. By changing the tools, the corrugation can easily be changed during winding will.
Bei den nur ausschnittweise dargestellten Wärmespeiehern 51, 51" und 51 " nach den Fig. 5, 6 und 7 sind jeweils zwischen den glatten Platten 52 unterschiedlich geformte Platten 53, 55 bzw. 57 eingelegt. Nach Fig. 5 sind die Platten 53 dreieckförmig geprägt, so daß durch Einlegen der glatten Platten 52 auch dreieckige Kanäle 54 gebildet sind. In Fig. 6 sind die Platten 55 mit rechteckigen Einprägungen versehen, zusammen mit den glatten Platten 52 sind demnach auch rechteckige Kanäle 56 geschaffen. Und nach Fig. 7 sind die Platten 57 mit einer sinusförmigen Wellung ausgestattet, die von diesen zusammen mit den glatten Platten 52 einge-, schlossenen Kanäle 58 haben somit eine entsprechende Form.In the case of the heat accumulators 51, which are only shown in part, 51 "and 51" of FIGS. 5, 6 and 7 are each between the smooth plates 52 differently shaped plates 53, 55 and 57 inserted. According to FIG. 5, the plates 53 are Triangular shaped so that by inserting the smooth plates 52 triangular channels 54 are formed. In 6, the plates 55 are provided with rectangular impressions, together with the smooth plates 52 are accordingly rectangular channels 56 are also created. And according to Fig. 7, the plates 57 are provided with a sinusoidal undulation, which are inserted by these together with the smooth plates 52, closed channels 58 thus have a corresponding shape.
Der Wärmespeicher 61 nach Fig. 8 ist als Quader ausgebildet und ebenfalls aus in einem Rahmen 62 angeordneten glatten Platten 63 und unterschiedlich geprägten Platten 64, 66 und 68 zusammengesetzt. Zwischen einer gewellten Platte 64 bzw. 66 bzw. 68 ist jeweils eine glatte Platte 63 angeordnet, so daß durch diese Kanäle 65, 67 bzw. 69 unterschiedlicher Größe gebildet sind.The heat accumulator 61 according to FIG. 8 is designed as a cuboid and also made of smooth ones arranged in a frame 62 Plates 63 and differently embossed plates 64, 66 and 68 composed. Between a corrugated plate 64 resp. 66 and 68, respectively, a smooth plate 63 is arranged, so that through these channels 65, 67 and 69 of different sizes are formed.
In Fig. 9 ist in schematischer Darstellung die Herstellung eines gewickelten Wärmespeichers 7o gezeigt. Auf einer mit einem Spanndorn 72 ausgestatteten Wickelvorrichtung 71 werden hierbei zwei von Vorratsrollen 73 bzw. 75 abgenommene Bänder 74 und 76 gemeinsam aufgewickelt. Das Band 74 durchläuft vor dem Abwickeln eine Prägeeinrichtung 77, die aus zwei vorzugsweise auswechselbaren Walzen 78 und 79 besteht, so daß auf dem Spanndorn 72 gleichzeitig das geprägte Band 74 sowie das glatte Band 76 aufgewickelt werden, die somit zusammen KanäleIn Fig. 9, the production is in a schematic representation a wound heat accumulator 7o is shown. On a winding device 71 equipped with a mandrel 72 here two tapes 74 and 76 removed from supply rolls 73 and 75 are wound up together. The belt 74 runs through the unwinding an embossing device 77, which consists of two preferably interchangeable rollers 78 and 79, so that on the mandrel 72 at the same time the embossed band 74 and the smooth band 76 are wound up, which thus channels together
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ergeben. Das glatte Band 76 wird außerdem durch eine
Bremse 80 hindurchgeführt, um einen festen Sitz der Bänder 74 und 76 aufeinander, die durch Löten oder auf andere Weise
anschließend fest miteinander 2u verbinden sind und an den Stirnflächen überarbeitet werden können/ zu gewährleisten.result. The smooth belt 76 is also by a
Brake 80 passed through in order to ensure a tight fit of the bands 74 and 76 on one another, which are then firmly connected to one another by soldering or in some other way and can / can be reworked at the end faces.
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A 7396March 19 ISL80 e-1
A 7396
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Scherr / Württ.Wilhelm Häberle
Scherr / Württ.
A 7396 e-sMarch 21st
A 7396 it
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Publications (1)
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|---|---|
| DE3011210A1 true DE3011210A1 (en) | 1981-10-01 |
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ID=6098089
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3011210A1 (en) |
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