CZ288589B6 - Rotační regenerační výměník tepla, způsob vyjímání košových modulů tohoto výměníku tepla - Google Patents

Abstract

Zp sob vyj m n koÜov²ch modul (22) v²m n ku tepla radi ln bo n stranou rotoru (14) rota n ho regenera n ho p°edeh° va e vzduchu, kde koÜov moduly (22) jsou podep°eny na nosn²ch roÜtech (40) v rotoru (14), maj spodn vn jÜ okraj a jsou opat°eny lenem prob haj c m nap° alespo spodn ho vn jÜ ho okraje se prov d tak, e se p°iprav vyj mac n stroj, obsahuj c p kovou st a h kovou st (46), opat° se zkosen²m koncem (50) na h kov sti (46), zkosen² konec (50) na h kov sti (46) se vlo mezi jeden z koÜov²ch modul (22) a nosn² roÜt (40). H kov st (46) se potom silou zasune pod koÜov² modul (22), kter² se tak zvedne nad nosn² roÜt (40). P kov st vyj mac ho n stroje se sklop sm rem dol a h kov st (46) zachyt za len prob haj c nap° spodn ho vn jÜ ho okraje koÜov ho modulu (22) a vyj mac n stroj se vyt hne radi ln sm rem ven a t m se vyt hne tak koÜov² modul (22) z obvodov strany rotoru (14).\

Description

Rotační regenerační výměník tepla, způsob vyjímání košových modulů tohoto výměníku tepla

Oblast techniky

Vynález se týká obecně rotačních regeneračních výměníků tepla a zejména způsobu vyjímání tepelných výměníkových košových modulů z rotoru výměníku tepla.

Dosavadní stav techniky

Rotační regenerační výměník tepla je využíván pro převod tepla z proudu plynu, zejména z proudu horkých spalin, do jiného proudu chladného plynu, například do spalovacího vzduchu. Výměník je opatřen rotorem obsahujícím materiál pohlcující teplo, který je nejprve umístěn v dráze horkého plynu, takže teplo se pohlcuje v absorpčním materiálu. V průběhu otáčení rotoru přichází tepelně absorpční materiál do kanálu pro průchod proudu chladného plynu, ve kterém se teplo odebírá z absorpčního materiálu do proudu chladného plynu.

V typickém rotačním výměníku tepla, například v rotačním regeneračním předehřívači vzduchu, je válcový rotor uložen na svislém středním rotorovém sloupku aje rozdělen na skupinu výsečových sektorových oddílů skupinou radiálních přepážek nebo příček probíhajících od rotorového sloupku k vnějšímu obvodovému plášti rotoru. V těchto výsečově tvarovaných oddílech jsou uloženy vyměnitelné výměníkové košové moduly, které obsahují dávku materiálu pohlcujícího teplo, tvořeného deskovými prvky uloženými do vrstev nad sebou.

Rotor je obklopen skříní a konce rotoru jsou částečně překryty segmentovými deskami umístěnými mezi vstupním potrubím plynu a výstupním potrubím, které rozdělují skříň na stranu horkého plynu a chladného plynu. Pro zlepšení účinnosti provozu je obvykle výhodné vytvořit těsnění, která jsou označována za radiální těsnění a jsou umístěna na koncích rotoru tak, že tato těsnění přicházejí do blízkosti segmentových desek a minimalizují pronikání plynu mezi horkou stranou a chladnou stranou na koncích rotoru. Tato těsnění jsou u známých výměníků připojena k okrajům přepážek.

Jeden typ košových modulů pro výměník tepla obsahuje otevřený rám a nemá pevné boční stěny. Tyto koše jsou vkládány do rotoru axiálně z horního konce, na kterém jsou napojena potrubí, a mezi nimi jsou umístěny opěrné desky, podepírající v radiálním směru sousední koše. Pro zajištění možnosti volného vkládání košových modulů je nutné volit menší rozměry košových modulů v porovnání s rozměry jednotlivých oddílů, vymezených přepážkami a opěrnými deskami, přičemž mezi těmito prvky musí být udržovány potřebné montážní vůle. Pro zajištění potřebné výměníkové plochy je proto třeba vytvořit zvětšenou přední plochu a v důsledku také větší rotor. Kolem jednotlivých košů také zůstávají mezery, které umožňují obtékání vzduchu a spalin kolem košových modulů a tím snižují účinnost výměny tepla.

V jiném známém konstrukční vytvoření je rotor upraven pro vkládání a vyjímání košových modulů místo v axiálním směru od potrubního konce v radiálním směru obvodovými stranami rotoru. Koše mohou být umístěny a podepřeny v každém výsečovém sektoru tak, že současně působí jako rozpěry mezi přepážkami a slouží pro ztužení konstrukce rotoru při současném zmenšení obtokových mezer. Koše jsou podepřeny na nosných roštech, upevněných mezi přepážkami na každém konci rotoru a mezi vrstvami košových modulů. V košových modulech působí nosné rošty také jako rozpěry mezi přepážkami, přičemž vrcholový úhel každého výsečového sektoru je menší než příslušný úhel každého košového modulu, takže vnější koncové hrany každého z košových modulů mohou dosednout na přepážku dříve než jejich vnitřní koncové hrany.

-1 CZ 288589 B6

Osazování košových modulů ze strany je spojeno s problémem projevujícím se při vyjímáním košů, zejména těch, které jsou v kontaktu s přepážkami, protože koše se pro kontrolu nebo nahrazení novými koši s novými výměníkovými přenosovými plochami pro přenos tepla vyjímají jen obtížně. Pro vyjímání je nezbytné, aby koše klouzaly po nosných roštech, přičemž vytahování je také komplikováno omezenou přístupností. Svislá vůle se pohybuje zpravidla od 6 mm do 12 mm. Kromě toho, pokud by se na košové moduly působilo jinde než na krajním spodním okraji, koše by měly snahu se naklápět vzhledem k nosnému roštu a mohly by se vzpříčit.

Podstata vynálezu

Nedostatky dosud známých tepelných výměníků jsou odstraněny způsobem vyjímání košových modulů rotačního výměníku tepla v radiálním směru bočními stranami rotačního regeneračního výměníku tepla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pod spodní vnější okraj koše se vloží třmenové ústrojí upravené pro zvednutí vnějšího okraje košových modulů do vymezené výšky, třmenové ústrojí se natočí pro zachycení košového modulu a potom se třmenové ústrojí vytáhne, aby se současně vytáhl košový modul z rotoru.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 axonometrický pohled na rotační regenerační předehřívač vzduchu, obr. 2 vodorovný řez částí rotoru předehřívače z obr. 1, zobrazující nosné rošty v poloze mezi jednotlivými přepážkami, obr. 3 podobný vodorovný řez částí rotoru předehřívače z obr. 1, znázorňující koše v jejich provozní poloze, obr. 4 příčný řez částí rotoru s koši uloženými v požadovaných polohách, obr. 5 izometrický pohled na vyjímací třmen podle vynálezu, a obr. 6 a 7 příčné řezy částmi rotoru, zobrazující použití vyj hnacího třmenu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje v axonometrickém pohledu typický předehřívač vzduchu, znázorněný s odříznutím některých částí a mající skříň 12, ve které je na hnacím hřídeli nebo sloupku 16 uložen rotor 14 otočně ve směru šipky 18. Rotor 14 je vytvořen ze skupiny sektorů 20 ve tvaru válcových výsečí, přičemž každý z těchto sektorů 20 obsahuje skupinu košových modulů 22 a každý z nich je vymezen přepážkami 34. Košové moduly 22 obsahují výměníkové povrchy pro zajišťování výměny tepla. Skříň 12 je rozdělena sektorovými deskami 24, nepropustnými pro plyny, na spalinovou stranu a vzduchovou stranu. Odpovídající sektorová sténaje vytvořena také na dně jednotky. Horké spaliny vstupují do vzduchového předehřívače plynovým vstupním potrubím 26, protékají rotorem 14, ve kterém se do jeho teplosměnných ploch pohlcuje teplo z plynu, a potom vystupují plynovým výstupním potrubím 28. Vzduch proudící v opačném směru vstupuje do předehřívače vzduchovým vstupním potrubím 30, proudí rotorem 14, ve kterém pohlcuje teplo a potom vystupuje vzduchovým výstupním potrubím 32. Košové moduly 22 jsou ukládány do rotoru 14 obvodovým pláštěm 37 po odstranění krycích desek 38 a zasunutí košů radiálně do každého sektoru 20.

Obr. 2 znázorňuje vodorovný řez a půdorysný pohled na část rotoru 14, ve kterém jsou přepážky 34 zobrazeny v příčném řezu vedeném radiálně částí rotoru 14 mezi střední částí 36 rotoru j4

-2CZ 288589 B6 a jeho obvodovým pláštěm 37. Na tomto obr. 2 je pohled zobrazen ve stavu před osazením košových modulů 22. Mezi přepážkami 34 jsou umístěny a k nim připojeny nosné rošty 40. Tyto nosné rošty 40 jsou vytvořeny z členů 42 a mají obvykle příhradovou konstrukci. Pro vytvoření těchto nosných roštů 40 je možno použít libovolného uspořádání příhradových částí, pokud je konstrukčně navrženo pro podepření košů. Nosné rošty 40 jsou upevněny k přepážkám 34 vhodnými spoji, například svařováním. Jako u běžných konstrukcí jsou v každém sektoru 20 nosné rošty 40 uspořádány v několika úrovních.

Koše podle vynálezu jsou umísťovány do rotoru 14 spíše bočními stranami nebo obvodem rotoru 14 než z horního konce rotoru 14. Při zasouvání košů shora musí být zajištěna dostatečná vůle a mezi radiálně sousedními koši jsou umístěny opěrné desky pro udržování košů na místě. Vůle kolem každého koše znamená, že předehřívač vzduchu bude vyžadovat přídavné oblasti na přední čelní (koncové) oblasti, které by nahradily určitou chybějící velikost plochy pro přenos tepla. Jestliže jsou koše vkládány ze strany, je nutná jen velmi malá vůle a koše mohou být vsazeny těsně do výsečových sektorů a těsně na sebe, takže většina vůle se eliminuje. Tím také odpadá potřeba opěrných desek a snižuje se plocha nutné přední oblasti předehřívače vzduchu pro vytvoření další plochy pro přenos tepla.

Obr. 3 znázorňuje příčný řez stejnou oblastí rotoru 14 jako na obr. 2 s košovými moduly 22 uloženými na svých místech a spočívajícími na nosných roštech 40, které nejsou v tomto příkladu na obr. 3 zobrazeny. Je pochopitelně možné stejně jako v jiných případech umístit do každého sektoru 20 několik vrstev nosných roštů 40 a košových modulů 22, jak je to zobrazeno na obr. 4. Obr. 3 znázorňuje výhodné příkladné provedení, u kterého se košové moduly 22 zužují na jednu stranu v úhlu, který je větší než úhel zužování sektoru 20, přičemž podrobnosti tohoto provedení jsou obsaženy v patentovém spise US 5 485 877. Košové moduly 22 jsou instalovány ze strany jejich zasunutím tak hluboko, dokud vnější rohové hrany nedosednou na přepážky 34. Košové moduly 22 jsou potom ve svých polohách zajištěny vhodnými kolíkovými spoji, které zajišťují alespoň vnější košové moduly 22 k přepážkám 34.

Obr. 4 znázorňuje příčný řez částí rotoru 14 s košovými moduly 22 uloženými ve svých koncových polohách. Košové moduly 22 jsou podepřeny na nosných roštech 40, které jsou připojeny k přepážkám 34, z nichž jedna je zobrazena na obr. 4. V tomto příkladu je také zobrazen vytahovací třmen 44, který se používá při provádění způsobu podle vynálezu, kterým se uskutečňuje vyjímání košových modulů 22 z rotoru 14. Vytahovací třmen 44 a způsob vyjímání umožňující použití vytahovacího třmenu 44 jsou podrobněji zobrazeny na obr. 5 až 7. Jak je zobrazeno v izometrickém pohledu na obr. 5, vytahovací třmen 44 je tvořen rovinnou kovovou deskou s ohnutou hákovou částí 46, vytvořenou na jednom konci, a s otvorem 48 na opačném konci pro připojení tažného lana. Konec hákové části 46 je vytvořen ve formě zkoseného konce 50, aby se vytvořil poměrně krátká ostrá hrana, umožňující vsunutí odebíracího třmenu 44 pod košové moduly 22, jak je to zobrazeno na obr. 6. Odebírací třmen 44 je opatřen v hákové části 46 také zářezem 52, který je upraven pro zachycení nebo obkročení typického držáku košových modulů 22 nebo vytahovacích táhel 54. Tato vytahovací táhla 54 jsou tvořena prvky probíhající radiálně podél středu dna každého z košových modulů 22. které jsou upevněny k vnitřním a vnějším koncům košových modulů 22. Vytahovací táhla 54 jsou zobrazena na obr. 6 a 7, na kterých je znázorněn vnější spodní roh košového modulu 22, uloženého na nosném roštu 40. Košový modul 22 obsahuje vnější koncovou část 56 košového pláště a boční části 58 košového pláště. Vytahovací táhlo 54 je připojeno k vnějšímu spodnímu okraji vnější koncové části 56 košového pláště. Na obr. 6 je vytahovací třmen 44 zobrazen v poloze, ve které je připraven pro zasunutí svého zkoseného konce 50 pod košový modul 22. Zasunutí se provádí obvykle mírnými údery kladiva nebo jiného nástroje na vytahovací třmen 44. Jak je patrno z obr. 6, zasouvání vyvolává zvedání vnějšího okraje košového modulu 22 nad nosný rošt 40. Po zasunutí hákové části 46 vytahovacího třmenu 44 v dostatečné délce pod košový modul 22 se vytahovací třmen 44 sklopí do polohy zobrazené na obr. 7.1 když to z tohoto příkladu není zřejmé, zářez 52 ve vytahovacím třmenu 44 se obkročmo nasune na vytahovací táhlo 54. Rozměry vytahovacího

-3 CZ 288589 B6 třmenu 44, zejména jeho šířka, jsou voleny tak, že vzdálenost, o kterou se košový modul 22 zvedne nad nosný rošt 40, je menší než výška volného prostoru na horní straně košového modulu 22. Výška zvednutí se pohybuje obvykle kolem 6 mm. Jestliže je vytahovací třmen 44 uložen v poloze zobrazené na obr. 7, do otvoru 48 vytahovacího třmenu 44 se zachytí lano nebo jiný vytahovací prvek a košový modul 22 se vytáhne z rotoru 14.

Claims (2)

1. Způsob vyjímání košových modulů (22) výměníku tepla radiálně boční stranou rotoru (14) rotačního regeneračního předehřívače vzduchu, přičemž košové moduly (22) jsou podepřeny na nosných roštech (40) v rotoru (14) a košové moduly (22) mají spodní vnější okraj a jsou opatřeny členem probíhajícím napříč alespoň spodního vnějšího okraje, vyznačující se tím, že se připraví vyjímací nástroj obsahující pákovou část a hákovou část (46), vyjímací nástroj se opatří zkoseným koncem (50) na hákové části (46), zkosený konec (50) na hákové části (46) se vloží mezi jeden z košových modulů (22) a nosný rošt (40), háková část (46) se potom silou zasune pod košový modul (22), který se tak zvedne nad nosný rošt (40), načež se páková část vyj hnacího nástroje sklopí směrem dolů a háková část (46) zachytí za člen probíhající napříč spodního vnějšího okraje košového modulu (22) a vyjímací nástroj se vytáhne radiálně směrem ven a tím se vytáhne také košový modul (22) z obvodové strany rotoru (14).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyjímací nástroj se opatří v pákové části otvorem (48) a při jeho vytahování se do otvoru (48) zachytí lano a tahovou silou se působí na lano.