Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor oder einen ähnlichen Kern zur Verwendung in Feuchte- und/oder Wärmetauschern mit mehreren, feinen Kanälen, die zwischen den Stirnflächen des Rotors parallel zu dessen Achse verlaüfen, gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors dieser Art.

Rotoren der beschriebenen Art, wie sie beispielsweise durch die US-A-4 228 847 bekannt sind, werden normalerweise durch Zusammensetzen und Verbinden, üblicherweise durch Verkleben, abwechselnder ebener und gewellter Lagen hergestellt, wobei der so erhaltene Aufbau aus einer ebenen und einer gewellten Lage besteht, der danach aufgewickelt wird, um einen Rotor oder einen ähnlichen Kern von im wesentlichen zylindrischer Form herstellen, bei dem die einzelnen Lagen auch durch das beschriebene Verfahren oder ein anderes Verfahren miteinander verbunden sind.

Früher wurden Rotoren dieser Art durch Zusammenfügen von Blättern aus einem nicht-metallischen, faserigen, anorganischen und nichtbrennbaren Material hergestellt; für die Rotorschichten wurde dann jedoch weitgehend nur noch Metall verwendet, vorzugsweise Aluminium, das bei der Herstellung des Rotors billiger und einfacher zu handhaben ist und das dem Rotor in gleicher Weise gute Übertragungseigenschaften verleiht, dabei aber gleichzeitig das Erfordernis der Nichtbrennbarkeit aufrecht erhält. Die Foliendicke betrug in der Regel 50 bis 100 u. In Einzelfällen kann es möglich sein, einen zufriedenstellenden Rotor auch dann zu erzielen, wenn ein noch dünneres Material verwendet wird, so daß noch niedrigere Herstellungskosten erzielbar sind. Die Verwendung einer Aluminiumfolie mit einer so geringen Schichtdicke zieht jedoch einige Probleme nach sich. Die Folienkanten, die an den Stirnflächen des Rotors vorstehen, sind auf Druck- und Punktbelastungen empfindlich und sie können demzufolge durch Stöße auf die Stirnflächen beschädigt werden, die bei der Handhabung und dem Transport des fertiggestellten Rotors nach der Herstellung auftreten können. Wenn der Rotor eingebaut und in Betrieb ist, dann sind seine Stirnflächen, die für die Luft oder das Gas, das durch den Rotor hindurchfließt, Ein- und Auslässe darstellen, einem Verschleiß aufgrund von Abdichtungen oder anderen Wirkungen ausgesetzt, die durch die Luft- und/oder Gasströmungen verursacht werden, wenn sie Verunreinigungen enthalten. Ebenso verursachen große und kleine Partikel, die in der Luft- oder Gasströmung mitgerissen werden, eine Abnutzung an den Stirnflächen des Rotors oder sie können an den Stirnflächen oder den unmittelbaren Umgebungsbereichen der Ränder anhaften.

Die Verunreinigungen bestehen hauptsächlich aus zwei Arten, nämlich aus chemischen Verunreinigungen, die eine Korrosion und eine Erosion des Folienmaterials hervorrufen und einer mechanischen Verunreinigung, wie z.B. Staub oder verschiedene Arten von Partikeln, die ein Verstopfen der feinen Kanäle hervorrufen. Es ist festgestellt worden, daß diese beiden Arten von Verunreinigungen Wirkungen hauptsächlich auf die Stirnfläche des Rotors ausüben und zwar bis zu wenigen Millimetern in die Tiefe hinein.

Um den chemischen Verunreinigungen entgegenzuwirken, wird als Alternative üblicherweise auf die Verwendung einer Legierung zwischen Aluminium und anderen Bestandteilen zurückgegriffen, die der Folie einen erhöhten Widerstand gegen die betreffende Verunreinigung verleihen und zusätzlich wird die Folien-Dicke erhöht, um einen weiteren Schutz gegen die Schwächung gegen die korrodiven Angriffe zu erzielen.

In bezug auf die Verschmutzung oder Verschmutzung der Stirnflächen des Rotors sind bestimmte Reinigungsarten durchzuführen, so z.B. das Durchfluten mit einer Reinigungsflüssigkeit, das Durchblasen des Rotors mit Druckluft oder Dampf oder Kombinationen dieser Maßnahmen. Eine solche Durchflutung oder Durchblasung wird unter hohem Druck durchgeführt und zieht das Risiko einer Verformung der Stirnflächen nach sich. Auch in diesem Fall besteht das Gegenmittel darin, die Foliendicke zu erhöhen, um den Stirnflächen eine größere mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit zu verleihen.

Die Nachteile, die sowohl der Legierung des Folienmaterials als auch der Vergrößerung der Foliendicke anhaften, sind klar erkennbar, da beide Maßnahmen die Kosten des Rotors wesentlich und unnötigerweise erhöhen, da nur die Stirnflächen eines Schutzes bedürfen, wie er auf diese Weise erzielt wird.

Es sind bereits Versuche unternommen worden, um die Festigkeit der Stirnflächen des Rotors zu erhöhen. So offenbart die US-A-4 228 847 einen Rotor, bei dem die Kanten der einzelnen Lagen dadurch verstärkt sind, daß das Streifenmaterial, insbesondere der gewellte Streifen, umgebogen ist.

Die DE-B-1 776 210 offenbart einen Berührungskörper, insbesondere für Kühltürme, bei dem die Kanten der einzelnen Lagen dadurch verstärkt worden sind, daß sie in ein nicht-metallisches Material eingetaucht sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, einen Rotor anzugeben, bei dem die Probleme vermieden worden sind, wie sie oben beschrieben wurden, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors, wobei mit Hilfe des Verfahrens ebene und flache Stirnflächen erzeugt werden können sowie ein größerer Widerstand gegen Beschädigung aller Rotorschichten.

Diese Aufgabe wird bei einem Rotor und bei einem Verfahren zu seiner Herstellung dadurch gelöst, daß sowohl dem Rotor als auch dem Verfahren die Eigenschaften gegeben werden, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 5 enthalten sind.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Konstruktion beschrieben, wie sie in den Figuren dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, das eine Verstärkung der Kanten der Rotorschichten an einer Stirnfläche zum Ziel hat;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht in vergrdßertem Maßstab einer Einzelheit der Stirnfläche des Rotors nach Fig. 1.

Der Rotor 10, der in der Zeichnung dargestellt ist, hat die Form eines Zylinders mit einer Nabe 12, durch die eine nicht dargestellte Welle hindurchgeht, die den Rotor im Aufhängungsgestell eines Luftfeuchtigkeits- und/oder Wärme-Tauscher in Umdrehung versetzen kann. Der Rotorkörper besteht aus mehreren, abwechselnd angeordneten flachen und gewellten Lagen 14, 16 (Fig. 2), die miteinander verbunden und danach spiralförmig auf den zylindrischen Rotorkörper 10 aufgewickelt worden sind, wobei die einzelnen Schichten gleichzeitig miteinander verbunden worden sind. Wie dies bereits erwähnt worden ist, bestehen die Lagen oder Schichten 14 und 16 aus einem dünnen Metall, in erster Linie aus einer Folie aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen und die Schichten oder Lagen sind in dem Fall, in dem der Rotor für eine Feuchtigkeitsübertragung verwendet wird, hygroskopisch; dies wird dadurch erreicht, daß die Folien mit einem hygroskopsichen Material beschichtet werden oder dadurch, daß das Material auf seiner Oberfläche so strukturiert wird, daß es hygroskopisch gemacht wird.

Da die Wellungen der gewellten Lagen oder Schichten 16, aus denen der Rotor aufgebaut ist, in axialer Richtung des Rotors 10 verlaufen, wird in ihm eine große Anzahl von durchlaufenden Kanälen gebildet. Die Höhe der Wellungen in der gewellten Lage 16 ist regelmäßig weniger als 5 mm, beispielsweise 1 bis 3 mm, was demzufolge die Höhe der Kanäle darstellt.

Um die Herstellungskosten des Rotors 10 zu vermindern und ihn leichtgewichtig auszuführen, wird für die Lagen oder Schichten 14 und 16 eine Folie verwendet, die so dünn wie möglich ist, beispielsweise Lagen, die dünner sind als 100 u, beispielsweise 35 bis 50 u.

Wie dies in der Beschreibungseinleitung dargestellt worden ist, macht dies die Stirnflächen des fertigen Rotors 10 empfindlich für eine Belastung, da die Kanten der dünnen Folienblätter, insbesondere bei einer Punktbelastung, leicht nachgeben, die dann auftreten kann, wenn der Rotor betätigt oder gereinigt wird.

Erfindungsgemäß wird die Verstärkung der Kanten der dünnen Rotorlagen 14, 16 dadurch erreicht, daß auf die Stirnfläche des Rotors ein Metall aufgesprührt wird; dies bedeutet, daß fein verteiltes Metall, im vorliegenden Fall Aluminium, in geschmolzenem Zustand auf die Stirnfläche des Rotors augesprüht wird. Der Sprühvorgang sollte vorzugsweise ein Flammsprühen mit drahtförmigem Aluminium sein, das mit Hilfe einer Gasflamme oder eines Lichtbogens geschmolzen und in fein verteiltem Zustand auf die Stirnfläche des Rotors mit Hilfe von Druckluft aufgesprüht wird. Die Metallpartikel werden in Richtung der Stirnfläche mit hoher Geschwindigkeit ausgetrieben und wenn sie auf die Kanten der Lagen 14 und 16 auftreffen, werden sie abgeflacht und kommen durch Adhäsion mechanisch mit der Oberfläche der Schichten in Verbindung. Auf diese Weise wird an den Kanten der Lagen 14 und 16 eine dichte Metallbeschichtung, Partikel auf Partikel aufgebaut, wobei diese Metallbeschichtung schnell ihre eigenen Oxide bildet, um eine Kantenverstärkung zu erzeugen, wie dies in dem vergrößerten Abschnitt im Kreis in Fig. 2 dargestellt ist.

Bei der alternativen Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, erstrecken sich die gewellten Lagen 6 über die ebenen Lagen 14 hinaus, was dazu führt, daß an den gewellten Lagen eine stärkere Kantenverstärkung erzielt wird. Da diese gewellten Lagen 16 über die ebenen Lagen 14 hinausragen, kann die Beschichtung demzufolge dicker gemacht werden, ohne daß der Druckabfall im Rotor beeinflußt würde, da die zusätzlich verstärkten Kantenabschnitte der gewellten Lagen 16 über die Öffnung der Rotorkanäle hinausragen.

Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Aufsprühen des Metalls, das heißt des Aluminiums, in einem Winkel zur zu verstärkenden Endfläche des Rotors 10 durchgeführt, der beispielsweise 30º beträgt; dies erhöht die Adhäsion zwischen den Metallpartikeln, die aufgesprüht werden und den Rotor-Lagen. Die Sprüh-Vorrichtung 18, die eine bekannte Bauart aufweist, und der Rotor 10, bewegen sich während dieses Vorganges relativ zueinander, beispielsweise dadurch, daß der Rotor 10 gedreht wird, damit die gesamte Stirnfläche beim Sprühvorgang beschichtet wird. Selbstverständlich können auch mehr als eine Sprühvorrichtung 18 benutzt werden, wenn dies gewünscht wird.

Während des Flammsprühens mit Hilfe von Druckluft kühlt der Luftstrom die Metalltropfen ebenso wie die aufgesprühte Beschichtung; das heißt, daß der Rotorkörper 10 keiner zerstörerischen Erwärmung ausgesetzt ist. Sollte dies jedoch notwendig sein, dann kann während des Flammsprühvorganges mit Hilfe einer bekannten Kühlanordnung die überschüssige Hitze vom Rotorkörper abgeführt werden. Da das Material des Rotors Aluminium ist, wie dies oben beschrieben worden ist, sollte das aufgesprühte Metall vorzugsweise reines Aluminium sein, das in einer schwefeligen Atmosphäre einen ausgezeichneten Schutz bietet und eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Rauchgas mit hohen Konzentrationen von Schwefeldioxiden oder in einer sauren Umgebung hat. Bei anderen Installationen und Anwendungen kann das aufzusprühende Metall in geeigneter Weise aus Legierungen zwischen Aluminium und einem anderen Metall, so z.B. Magnesium, Zink oder dergleichen bestehen.

Durch die Behandlung des Rotors gemäß der obigen Beschreibung werden in bezug auf die Widerstandsfähigkeit des Rotors gegen Beschädigungen aufgrund von Punktbelastungen, von Abrieb oder Abnutzung beim Betrieb oder bei der Reinigung, mehrere Vorteile erreicht. Dem Rotor wird auf die erf indungsgemäße Weise eine homogene und haltbare Oberfläche mit einer höheren Korrosions-Widerstandsfähigkeit gegenüber Luft und Gasströmungen gegeben, die schwefelig sind oder Salze oder Säuren enthalten. Durch das Flammsprühen oder Flammspritzen mit Aluminiumdrähten wird eine viel härtere Rotor-Stirnfläche erreicht, die das Reinigen des Rotors durch Aufspritzen oder durch Spülene erleichtert, ohne daß die Kanten der dünnen Folienlagen unter den hohen Punktdrücken nachgeben. Es hat sich erwiesen, daß die Kantenverstärkung, die aufgrund der obigen Beschreibung erzielt worden ist, keinen wesentlichen Einfluß auf den Druckabfall im Rotor 10 hat, wobei dies insbesondere dann der Fall ist, wenn die Ausführungs-Alternative gemäß Fig. 2 angewendet wird, bei der die gewellte Lage 16 über die ebene Lage 14 vorsteht und bei der die Beschichtung dicker gemacht werden kann, ohne daß der Druckabfall beeinflußt würde.