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Patent Searching and Data


Title:
MICRO GAS TURBINE SYSTEM WITH A PIPE-SHAPED RECUPERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/124053
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a micro gas turbine system (1) having an annular recuperator (9) for heat transfer from an exhaust gas flow (13) to an air flow (8). The exhaust gas flow (13) flows through radial inlets (18) into the recuperator (9) and/or out of the recuperator (9) through radial outlets (19).

Inventors:
BERG PETER (DE)
NEUMANN FRIEDER (DE)
BORN MATHIAS (DE)
SCHROEDER KARL-FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/000481
Publication Date:
August 29, 2013
Filing Date:
February 19, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BABCOCK BORSIG STEINMUELLER GMBH (DE)
International Classes:
F28F3/02; F02C7/08; F28F13/12
Domestic Patent References:
WO2002039045A22002-05-16
Foreign References:
US20020179296A12002-12-05
US2650073A1953-08-25
US4213297A1980-07-22
US4180973A1980-01-01
US5388398A1995-02-14
US4382359A1983-05-10
GB1084889A1967-09-27
US3741293A1973-06-26
Attorney, Agent or Firm:
BUSCH, Tobias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Mikro-Gasturbinenanlage (1) mit einem ringförmigen Rekuperator (9) zur Wärmeübertragung von einem Abgasstrom (13) auf einen Luftstrom (8), dadurch gekennzeichnet,

dass der Abgasstrom (13) über radiale Einlässe (18) in den Rekuperator (9) einströmt und/oder über radiale Auslässe (19) aus dem Rekuperator (9) ausströmt.

2. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Einlässe (18) und die radialen Auslässe (19) an einander axial gegenüberliegenden Seiten des Rekuperators (9) angeordnet sind.

3. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rekuperator (9) eine innere Mantelfläche (16) und/oder eine äußere Mantelfläche (17) aufweist.

4. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (16) und/oder die äußere Mantelfläche (17) Öffnungen aufweisen, die radiale Einlässe (18) und/oder radiale Auslässe (19) für den Abgasstrom (13) bilden.

5. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (16) und/oder die äußere Mantelfläche (17) aus einem gebogenen Metallstreifen, vorzugsweise einem Blechstreifen, gebildet wird.

6. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (16) und/oder die äußere Mantelfläche (17) aus einem Rohr gebildet wird.

7. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die innere Mantelfläche (16) und/oder dass sich die äußere Mantelfläche (17) über die gesamte Länge der Rekuperators (9) in axialer Richtung erstreckt.

8. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die äußere Mantelfläche (17) bis zu einem Abgassammler (14) in axialer Richtung erstreckt.

9. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (8) über axiale Einlässe (24) in den Rekuperator (9) einströmt und/oder über axiale Auslässe (25) aus dem Rekuperator (9) ausströmt,

10. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (13) und der Luftstrom (8) im Rekuperator (9) zumindest teilweise im Gegenstrom zueinander geführt werden.

11. Mikro-Gasturbinenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Rekuperator (9) Passagen (20) für den Abgasstrom (13) und Passagen (21) für den Luftstrom (8) abwechselnd zueinander angeordnet sind, die jeweils durch zumindest eine Wandung (22) von einander getrennt sind.

12. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wandungen (22) zwischen einer inneren Mantelfläche (16) und einer äußeren Mantelfläche (17) erstrecken.

3. Mikro-Gasturbinenanlage nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (22) einen gekrümmten Verlauf aufweisen und parallel zueinander entlang des Umfangs des ringförmigen Rekuperators (9) angeordnet sind.

Description:
Beschreibung

MIKRO-GASTURBINENANLAGE MIT EINEM ROHRFÖRMIGEN REKUPERATOR

Die Erfindung betrifft eine Mikro-Gasturbinenanlage mit einem ringförmigen Rekuperator zur Wärmeübertragung von einem Abgasstrom auf einen Luftstrom.

Mikro-Gasturbinenanlagen umfassen in der Regel folgende Bauteile:

- einen Generator zur Stromerzeugung,

- einen Verdichter für die Verbrennungsluft,

- eine Brennkammer,

- eine Turbine,

- einen ringförmigen Rekuperator.

Es handelt sich dabei um kompakte Einheiten, die meist transportabel sind. MikroGasturbinenanlagen sind häufig nur zwei bis drei Meter lang, einen bis zwei Meter breit und einen bis zwei Meter hoch.

Mikro-Gasturbinenanlagen werden für eine dezentrale Stromversorgung eingesetzt, wobei die erzeugte elektrische Leistung unter 250 kW liegt. Die Abwärme wird häufig zu Heizzwecken, beispielsweise von Gebäuden, genutzt.

Mikro-Gasturbinenanlagen sind meist Ein-Wellen-Maschinen, bei denen Generator, Verdichter und Turbine auf einer Welle angeordnet sind.

Bei Mikro-Gasturbinenanlagen wird Luft von dem Verdichter angesaugt und komprimiert. Die Luft wird in dem ringförmigen Rekuperator vorgeheizt und der Brennkammer zugeführt. In der Brennkammer sind Brenner angeordnet, welche ein Brenngas mit der vorgewärmten Luft verbrennen. Die Turbine der MikroGasturbinenanlage wird mit den heißen Abgasen aus der Brennkammer angetrieben.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Der entspannte Abgasstrom wird über den Rekuperator geführt und wärmt den Luftstrom auf.

Ein ganz entscheidender Unterschied zwischen kompakten, transportablen MikroGasturbinenanlagen und Großkraftwerken mit fest installierten Gasturbinen ist der Einsatz eines ringförmigen Rekuperators. Der ringförmige Rekuperator ist in der Regel hohlzylinderförmig ausgebildet und umschließt einen Teil der Bauteile.

Rekuperatoren sind Wärmetauscher, bei denen Wärme von einem wärmeren Fluidstrom auf einen, davon räumlich getrennten, kälteren Fluidstrom übertragen wird, wobei die beiden Fluide nicht miteinander vermischt werden. In Rekuperatoren von Mikro-Gasturbinenanlagen wird die Verbrennungsluft durch die heißen Abgase der Turbine vorgewärmt.

In der WO 02/39045 A2 wird eine Mikro-Gasturbinenanlage mit einem ringförmigen Rekuperator beschrieben. Der heiße Abgasstrom der Turbine strömt über axiale Einlässe in den Rekuperator ein und auf der gegenüberliegenden Seite über axiale Einlässe aus dem Rekuperator aus. Durch diese Art der Abgasführung geht Potential für die Wärmeübertragung verloren. Dies wirkt sich negativ auf den Wirkungsgrad der Mikro-Gasturbinenanlage aus. Zudem bedingt die Führung des Abgasstroms wichtige konstruktive Merkmale der Mikrogasturbinenanlage. In der WO 02/39045 A2 wird eine Mikro-Gasturbinenanlage beschrieben, bei der der Rekuperator fest in ein Gehäuse installiert ist und nicht ohne größeren Aufwand ausgetauscht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Mikro-Gasturbinenanlage mit einem ringförmigen Rekuperator anzugeben, bei dem die Wärmeübertragung zwischen dem Abgasstrom und dem Luftstrom optimiert wird. Dies soll zu einer Steigerung des Wirkungsgrades beitragen. Die einzelnen Bauteile sollen für Wartungsarbeiten gut zugänglich sein. Zudem soll die Mikro-Gasturbinenanlage leicht montierbar und kostengünstig herzustellen sein. Auch ein zuverlässiger Betrieb soll gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abgasstrom über radiale Einlässe in den Rekuperator einströmt und/oder über radiale Auslässe aus dem Rekuperator ausströmt. Die Begriffe axial und radial sind Richtungsangaben, die sich auf eine Rotationsachse als Bezugssystem beziehen. Diese Rotationsachse wird bei MikroGasturbinenanlagen von der Welle gebildet.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung strömt der Abgasstrom über radiale Einlässe in den Rekuperator ein und über radiale Auslässe aus dem Rekuperator aus.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Mikro-Gasturbinenanlagen erfolgt die Zu- bzw. Abführung des Abgasstroms somit nicht über axiale sondern über radiale Ein- bzw. Auslässe. Dadurch entsteht eine Konstruktion, bei welcher der Rekuperator für Wartungsarbeiten leicht zugänglich ist, da an den axialen Enden des Rekuperators keine Blockierungen durch Abgaszu- bzw. -abführungen vorhanden sind. Zudem ist die neu konstruierte Mikro-Gasturbinenanlage leicht montierbar und somit kostengünstig herzustellen. Durch diese Abgasführung werden eine gute Wärmeübertragung und ein höherer Wirkungsgrad der Mikro-Gasturbinenanlage erreicht.

Der ringförmige Rekuperator hat vorzugsweise eine hohlzylinderförmige Geometrie. Er erstreckt sich in axialer Richtung und umschließt andere Bauteile der MikroGasturbinenanlage. Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Rekuperator die Brennkammer zumindest teilweise umgibt, vorzugsweise vollständig umschließt. Insbesondere handelt es sich dabei um eine ringförmige Brennkammer.

Vorzugsweise sind die radialen Einlässe und die radialen Auslässe an einander axial gegenüberliegenden Seiten des Rekuperators angeordnet. Auf diese Weise durchströmt der Abgasstrom zunächst den gesamten Rekuperator in axialer Richtung bevor er diesen wieder verlässt. Durch die höhere Verweilzeit wird der Wärmeaustausch zwischen den beiden Fluidströmen verbessert.

Bei einer günstigen Ausführung der Erfindung weist der Rekuperator eine innere und/oder äußere Mantelfläche auf. Vorzugsweise handelt es sich um in sich geschlossene zylindrische Mantelflächen. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn diese aus einem Metall oder einer Legierung bestehen. Die innere Mantelfläche ist vorzugsweise axial zentriert in der äußeren Mantelfläche angeordnet.

Bei einer Variante der Erfindung weist die innere Mantelfläche und/oder die äußere Mantelfläche Öffnungen aufweisen, die radiale Einlässe und/oder radiale Auslässe für den Abgasstrom bilden. Dabei sind in die ansonsten geschlossenen zylindrischen Mantelflächen beispielsweise schlitzförmige und/oder kreisförmige Öffnungen eingebracht, etwa durch Stanzen, Bohren oder Fräsen.

Die innere Mantelfläche und/oder die äußere Mantelfläche werden bei einer bevorzugten Variante der Erfindung aus einem gebogenen Metallstreifen gebildet, vorzugsweise einem Blechstreifen. Die zylindrischen Mantelflächen bilden ein inneres bzw. äußeres Band. Der Metallstreifen wird zu einer zylindrischen Mantelfläche gebogen, die einen zylindrischen Raum umgibt. An den Kanten, an denen sich der gebogene Metallstreifen trifft, wird dieser vorzugsweise zusammengeschweißt.

In den Metallstreifen können radiale Eintrittsöffnungen und/oder radiale Austrittsöffnungen für den Abgasstrom eingebracht sein. Vorzugsweise werden die Öffnungen eingestanzt. Die Fertigung einer solchen inneren und äußeren Mantelfläche ist besonders kostengünstig. Solche aus metallischen Bändern gebildete Mantelflächen zeichnen sich durch ein geringes Gewicht aus.

Vorzugsweise ist in dem zylindrischen Raum, den die innere Mantelfläche umschließt, eine ringförmige Brennkammer angeordnet. Achsmittig in diesem Raum verläuft vorzugsweise ein Strömungsraum für die Abgase, welche die Turbine verlassen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung erstreckt sich die innere Mantelfläche über die gesamte Länge des Rekuperators. In die Mantelfläche sind Öffnungen eingebracht, die radiale Einlässe für den Abgasstrom der Turbine bilden. Die Öffnungen können beispielsweise eingefräst werden. Alternativ können die Öffnungen eingestanzt werden, wobei sich dieses Verfahren insbesondere bei einer Fertigung der Mantelfläche aus einem Metallstreifen eignet. Bei einer besonders vorteilhaften Variante erstreckt sich die äußere Mantelfläche in axialer Richtung nur bis zu einem Abgassammler. Dadurch müssen keine Austrittsöffnungen für den Abgasstrom eingebracht werden, sondern das Abgas gelangt nach Durchströmung des Rekuperators in den ringförmigen Abgassammler, der den Rekuperator umgibt.

Die innere Mantelfläche und/oder die äußere Mantelfläche kann auch aus einem Rohr mit einer etwas größeren Wanddicke gebildet werden, wobei das innere Rohr vorzugsweise axial zentriert in dem äußeren Rohr angeordnet ist.

Vorzugsweise sind in dem inneren Rohr sind Öffnungen eingebracht, welche die radialen Einlässe für den Abgasstrom bilden. Die Öffnungen können insbesondere als Schlitze ausgebildet sein. In dem äußeren Rohr können ebenfalls Öffnungen eingebracht, welche die radialen Auslässe für den Abgasstrom bilden. Diese Öffnungen sind vorzugsweise ebenfalls als Schlitze ausgebildet.

Es erweist sich als günstig, wenn die beiden Fluidströme im Rekuperator zumindest teilweise im Gegenstrom zueinander strömen. Dadurch ist die mittlere Temperaturdifferenz zwischen beiden Fluidströmen größer, so dass die übertragene Wärmeleistung im Vergleich zu Kreuz- oder Gleichstromführung zunimmt.

Bei einer Variante der Erfindung strömt der Luftstrom über axiale Einlässe ein- und/oder über axiale Auslässe aus. Vorzugsweise tritt der Luftstrom an einer Stirnseite des hohlzylinderförmigen Rekuperators ein und verlässt den Rekuperator an der gegenüberliegenden Stirnseite.

Der Verbrennungsluftstrom wird im Rekuperator vorgewärmt bevor er der Brennkammer zugeführt wird. Vorzugsweise wird die Verbrennungsluft zuvor vom Verdichter komprimiert und steht somit unter Druck beim Durchströmen des Rekuperators. Im Rekuperator sind Passagen für den heißen Abgasstrom und Passagen für den Luftstrom benachbart zueinander angeordnet. Dabei wechselt jeweils eine Passage für den Abgasstrom und eine Passage für den Luftstrom ab.

Benachbarte Passagen sind durch zumindest eine Wandung von einander getrennt. Bei der Wandung kann es sich beispielsweise um ein dünnes metallisches Blech handeln.

Durch die Wandungen werden die Passagen in Kanäle unterteilt, die sich in axialer Richtung erstrecken und entlang des Umfangs des ringförmigen Rekuperators angeordnet sind. Dabei wechseln entlang des Umfangs jeweils ein Kanal für die Abgasströmung und ein Kanal für die Luftströmung ab. Die Kanäle erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Rekuperators.

Die Wandungen erstrecken sich zwischen einer inneren Mantelfläche und einer äußeren Mantelfläche des Rekuperators. Vorzugsweise haben die Wandungen einen gekrümmten Verlauf, so dass sich evolvent geformte Kanäle bilden. Die Wandungen sind parallel zueinander ausgerichtet und entlang des Umfangs des ringförmigen Rekuperators angeordnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Mikro-Gasturbinenanlage,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Mantelflächen des Rekuperators aus Sicht der Lufteintrittsseite,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Mantelflächen des Rekuperators aus Sicht der Luftaustrittsseite, Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung von abwechselnd zueinander angeordneten Abgas- und Luftpassagen,

Fig. 5 eine Schindel mit einer alternativen Variante der Verschließung der Passagen, a als axiale Vorderansicht,

b als perspektivische Darstellung,

Fig. 6 eine Kassette mit mehreren Schindeln,

a als axiale Vorderansicht,

b als perspektivische Darstellung,

Fig. 7 eine Kassette mit Klemmblechen,

a als axiale Vorderansicht,

b als Ansichtsvergrößerung des Bereichs A,

c als perspektivische Darstellung,

Fig. 8 eine Kassette ohne Klemmbleche,

a als axiale Vorderansicht,

b als Ansichtsvergrößerung des Bereichs B,

c als perspektivische Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Mikro-Gasturbinenanlage 1. Die Mikro-Gasturbinenanlage ist im Ausführungsbeispiel 1 ,6 m lang, 1 ,7 m breit, hat einen Durchmesser von 0,7 m und eine elektrische Leistung von 100 kW. Die Mikro-Gasturbinenanlage 1 umfasst eine Turbine 2, welche eine Welle 3 antreibt. Auf der Welle 3 sind ein Verdichter 4 und ein Rotor 5 angeordnet. Bei dem Verdichter 4 handelt es sich um einen einstufigen Radialverdichter. Als Turbine 2 wird eine einstufige Radialturbine eingesetzt. Der Rotor 5 ist von einem Stator 6 umgeben. Rotor 5 und Stator 6 sind Bestandteile eines Generators 7, der zur Stromerzeugung dient.

Vom Verdichter 4 wird Luft angesaugt und komprimiert. Der Luftstrom 8 strömt axial in einen ringförmigen Rekuperator 9 ein und auf der gegenüberliegenden Seite axial aus. Im Rekuperator 9 wird der Luftstrom 8 erwärmt und strömt zu einer Brennkammer 10. Die Brennkammer 10 umfasst Brenner 1 1 in denen ein Brenngas mit der vorgewärmten Luft zu einem Abgas verbrannt wird. Das Brenngas wird über Zuführungen 12 zu den Brennern 1 1 geleitet.

Das Abgas strömt über die Turbine 2 und treibt diese an. Der entspannte Abgasstrom 13 strömt radial in den Rekuperator 9 ein, durchströmt den Rekuperator 9 in axialer Richtung und strömt radial aus dem Rekuperator 9 aus. Im Rekuperator gibt der Abgasstrom 13 Wärme an den Luftstrom 8 ab. Der abgekühlte Abgasstrom 13 strömt in einen ringförmigen Abgassammler 14 und verlässt die MikroGasturbinenanlage 1 durch einen Abgasschacht 15.

Der Rekuperator 9 umschließt die Brennkammer 10.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Mantelflächen 16, 17 eines Rekuperators 9 aus Sicht der Lufteintrittsseite. Die Mantelflächen 16, 17 werden von zwei Rohren gebildet.

Die innere Mantelfläche 16 weist an einem Ende Öffnungen auf. Die Öffnungen sind als in axialer Richtung verlaufende Längsschlitze ausgebildet. Die Öffnungen bilden radiale innere Einlässe 18 für den Abgasstrom 13.

Die äußere Mantelfläche 17 weist ebenfalls Öffnungen auf. Die Öffnungen sind als in axialer Richtung verlaufende Längsschlitze ausgebildet. Die Öffnungen bilden radiale äußere Auslässe 19 für den Abgasstrom 13.

Der Rekuperator 9 weist Passagen 20 für den Abgasstrom 13 und Passagen 21 für den Luftstrom 8 auf. Die Passagen 20, 21 sind abwechselnd zueinander entlang des Umfangs des ringförmigen Rekuperators 9 angeordnet. Die Passagen 20, 21 füllen den gesamten Raum zwischen der inneren Mantelfläche 16 und der äußeren Mantelfläche 17 des Rekuperators 9 aus. In den Figuren 2 und 3 sind exemplarisch lediglich drei dieser Passagen 20, 21 eingezeichnet.

Die Passagen 20, 21 erstrecken sich in einer in axialer Richtung über die gesamte Länge der Mantelflächen 16. Die Passagen 20, 21 sind räumlich von einander durch Wandungen 22 getrennt, so dass keine Vermischung zwischen dem Luftstrom 8 und dem Abgasstrom 13 auftritt.

Die Wandungen 22 haben einen gekrümmten Verlauf und bilden Evolvente, die zwischen der inneren Mantelfläche 16 und der äußeren Mantelfläche 17 verlaufen. Die Wandungen 22 sind parallel zueinander angeordnet. Bei allen Wandungen 15 handelt es sich um metallische Folien. Im Ausführungsbeispiel bestehen die Folien aus einem Stahl, vorzugsweise X6CrNiTi 18-10. Sie haben eine Stärke von 0,125 mm.

Die Passagen 20 für den Abgasstrom 13 sind an den Stirnseiten des Rekuperators 9 von Abdeckelementen 23 verschlossen. Bei den Abdeckelementen 23 handelt es sich um Bleche, die ebenfalls einen gekrümmten Verlauf aufweisen.

Die Passagen 21 für den Luftstrom 8 sind an den Stirnseiten des Rekuperators 9 offen. Auf der in Fig. 2 dargestellten Stirnseite des Rekuperators 9 tritt der Luftstrom 8 durch axiale Einlässe 24 in den Rekuperator 9 ein, durchströmt die Passagen 21 in axialer Richtung und verlässt den Rekuperator 9 durch axiale Auslässe 25, (dargestellt in Fig. 3) auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Rekuperators 9.

Der heiße Abgasstrom 13 tritt durch die radialen inneren Einlässe 18 in die Passagen 20, durchströmt diese in axialer Richtung und verlässt die Passagen 20 durch die radialen äußeren Auslässe 19. Der aus den radialen äußeren Auslässen 19 austretende Abgasstrom 13 strömt in den ringförmigen Abgassammler 14 (gemäß Fig. 1 ) und verlässt die Mikro-Gasturbinenanlage 1 durch den Abgasschacht 15.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Mantelflächen 16, 17 des Rekuperators 9 aus Sicht der Luftaustrittsseite. Der Luftstrom 8 verlässt die Passagen 21 über die axialen Auslässe 25. Im Rekuperator 9 strömen der Luftstrom 8 und der Abgasstrom 13 zumindest teilweise im Gegenstrom zueinander. Die radialen inneren Einlässe 18 und die radialen äußeren Auslässe 19 sind an einander axial gegenüberliegenden Seiten des Rekuperators 9 angeordnet. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des ringförmigen Rekuperators mit Passagen 20 für den Abgasstrom 13 und Passagen 21 für den Luftstrom 8. In Fig. 4 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich exemplarisch vier Passagen 20, 21 dargestellt. Die Passagen sind abwechselnd zueinander angeordnet. Sie füllen den gesamten Raum des Rekuperators zwischen der inneren Mantelfläche 16 und der äußeren Mantelfläche 17 aus. Im Ausführungsbeispiel wird die innere Mantelfläche 16 von einem inneren Rohr und die äußere Mantelfläche 17 von einem äußeren Rohr gebildet.

Im Ausführungsbeispiel sind in jeder Passage 20 für den heißen Abgasstrom 13 und in jeder Passage für den Luftstrom 8 Füllungen 26 angeordnet. Die Füllungen 26 für den heißen Abgasstrom werden von Abdeckungen 27 verdeckt und sind somit bei der Darstellung gemäß Fig. 4 nicht sichtbar. Die Abdeckungen 27 verschließen die Passagen 20 des Abgasstroms 13 an der vorderen und hinteren Stirnseite des Rekuperators. Die Abdeckungen 27 haben ebenfalls einen gekrümmten Verlauf und sind mit den Wandungen 22 verschweißt.

Die Füllungen 26 bestehen aus einer Drahtanordnung. Diese Drahtanordnung ist als Drahtgewebe ausgeführt, bei der Drähte 28, die sich in radialer Richtung erstrecken, abwechselnd über und unter Drähten 29 geführt werden, die sich in axialer Richtung erstrecken.

Das äußere Rohr weist Nuten 30 auf, die sich an seiner Innenseite in axialer Richtung erstrecken. Das innere Rohr weist Nuten 31 auf, die sich an seiner Außenseite in axialer Richtung erstrecken.

Bei den Passagen 21 für den Luftstrom 8 sind, zwischen den Nuten 30 des äußeren Rohres und der Füllung 26, Leisten 32 angeordnet. Die Leisten 32 greifen teilweise in die Nuten 30 ein und stützen die Füllung 26 ab. Weiterhin sind in den Passagen 21 für den Luftstrom 8 Leisten 33, zwischen den Nuten 31 des inneren Rohres und den Füllungen 26 angeordnet. Die Leisten 32 greifen teilweise in die Nuten 31 ein und stützen die Füllung 26 ab. Die Figuren 5 a und 5 b zeigen eine Schindel des Rekuperators 9. Eine Schindel ist eine Baueinheit des Rekuperators 9. Der Rekuperator 9 ist bevorzugt aus einer Vielzahl an Schindeln aufgebaut, vorzugsweise mehr als hundertzwanzig, insbesondere mehr als hundertfünfzig Schindeln. Im Ausführungsbeispiel ist der Rekuperator 9 aus hundertfünfundachtzig Schindeln aufgebaut.

Die Figuren 5 a und 5 b zeigen einen alternativen Aufbau einer solchen Schindel. An die als Metallfolien ausgeführten Wandungen 22 sind Abdeckungen 27 angeschweißt. Bei der Herstellung der einzelnen Schindeln werden zunächst Abdeckungen 27 axial vorne und axial hinten auf die Abgasseite von Wandungen 22 angeschweißt. Zur Bildung einer Schindel wird jeweils zwischen zwei Wandungen 22 eine Leiste 32 radial außen und eine Leiste 33 radial innen eingefügt.

Dabei können alternativ als Abdeckungen 27 auch Leisten eingesetzt werden, wobei diese vorzugsweise ein rechteckiges oder quadratisches Profil aufweisen, so dass die Abdeckungen 27 als längliche quaderförmige metallische Körper ausgebildet sind, die vorzugsweise an einer Längsseite auf eine Wandung 22 platziert und an dieser angeschweißt werden.

Die Figuren 6 a und 6 b zeigen eine Kassette. In der Darstellung ist nur eine exemplarische Anzahl an Schindeln dargestellt. Die Figuren zeigen aus Anschaulichkeitsgründen Schindeln ohne gekrümmten Verlauf. Eine Kassette ist ein Modul des Rekuperators 9. Diese Kassetten sind kompakte Baueinheiten aus denen sich der Rekuperator 9 zusammensetzen kann. Vorzugsweise besteht der Rekuperator 9 aus mehr als fünf solcher Module und weniger als zehn solcher Module. Jedes Modul umfasst vorzugsweise mehr als zehn und weniger als vierzig Schindeln, insbesondere mehr als fünfzehn und weniger als fünfunddreißig Schindeln. Ein Kamm 34 dient zur Fixierung und/oder Verbindung der einzelnen Elemente. Vorzugsweise ist der metallische Kamm 34 mit angrenzenden Elementen verschweißt.

Zum Verschließen einer Passage 20 des Abgasstroms 13 an den Stirnseiten des Rekuperators 9 können auch mehrere Abdeckungen 27 eingesetzt werden, die miteinander verbunden sind. Vorzugsweise werden aneinandergrenzende Abdeckungen miteinander verschweißt.

Zur Fertigung des Rekuperators 9 erweist es sich dabei als günstig, wenn zunächst auf zwei Wandungen 22 Abdeckungen 27 angeschweißt werden. Dann werden die zwei Wandungen 22 mit ihren Abdeckungen 27 zueinander ausgerichtet. An der Stelle wo benachbarte Abdeckungen 27 aufeinander treffen, werden diese miteinander verschweißt. Dabei bildet sich eine Schweißnaht 36, die zwischen den beiden Abdeckungen 27 verläuft. Die Schweißnaht 36 zwischen den benachbarten Abdeckungen 27 erstreckt sich in radialer Richtung an den Stirnseiten des Rekuperators 9. Dabei verschließen immer zwei miteinander verschweißte Abdeckungen 27 eine Passage 20 des Abgasstroms 13. Die Passagen 21 für den komprimierten Luftstrom 8 sind an den Stirnseiten des Rekuperators 9 offen.

Die Figuren 7 a, 7 b und 7 c zeigen eine Variante mit Klemmblechen als Abdeckungen 27. Die Figuren zeigen aus Anschaulichkeitsgründen Schindeln ohne gekrümmten Verlauf. Ein Spiegelblech 35 dient zur Fixierung und/oder Verbindung der einzelnen Elemente. Vorzugsweise ist das metallische Spiegelblech 35 mit den angrenzenden Elementen verschweißt.

Die Figuren 8 a, 8 b und 8 c zeigen eine Variante ohne Klemmbleche, wobei die als Metallfolien ausgebildeten Wandungen 22 gebördelt sind. Die Figuren zeigen aus Anschaulichkeitsgründen Schindeln ohne gekrümmten Verlauf. An einer Wandung 22 wird zunächst eine Abdeckung 27 angeschweißt. Eine Wandung 22 der Nachbarschindel wird an die Abdeckung 27 gebördelt.

Als Schweißverfahren eignet sich insbesondere eine Laserschweißung.