CZ9903726A3 - Rotační regenerační výměník tepla s vícevrstvými koši - Google Patents

Description

Rotační regenerační výměník tepla s vícevrstvými koši

Oblast techniky

Vynález se týká rotačních regeneračních výměníků tepla, zejména zlepšených modulových košů výměníků tepla, které umožňují pružnou změnu druhů použitých teploabsorbujícich materiálů a konfigurace těchto materiálů.

Dosavadní stav techniky

Rotační výměník tepla se používá k převodu tepla z proudu horkého plynu, např. proudu kouřového plynu, na jiný proud studeného plynu, např. spalovacího vzduchu. Rotor výměníku tepla obsahuje hmotu teplo-absorbujícího materiálu, která se nejprve nachází v průchodu pro proud horkého plynu, přičemž teplo-absorbující materiál absorbuje teplo. V důsledku otáčení rotoru je ohřátý absorpční materiál zaveden do průchodu pro proud studeného plynu, ve kterém je teplo převedeno z absorpčního materiálu do proudu studeného plynu.

V typickém rotačním výměníku tepla, např. rotačním regeneračním předehřívači vzduchu válcový rotor je uspořádán na vertikálním centrálním sloupku a rozdělen do množiny oddělení ve tvaru kruhových výsečí množinou radiálních přepážek probíhajících od sloupku rotoru k vnějšímu plášti rotoru. Tato oddělení ve tvaru kruhových výsečí jsou vyplněna modulovými teplo-převádějícími koši, které obsahují hmotu teplo-absorbujícího materiálu zahrnující deskovité prvky uspořádané jedna nad druhou.

Uvedený rotor je obklopen krytem a čelní otevřené konce rotoru jsou částečně zakryty sektorovými deskami, které rozdělují kryt na stranu plynu a stranu vzduchu. Za účelem zlepšení účinnosti provozu předehřívače vzduchu jsou známým \

• · ·* «· ·· ··· ··· ·*· · · · · · »··· ·» ··· ·· ·« ·· způsobem na čelních koncích rotoru uspořádány těsněni označované jako radiální těsnění, přičemž se tato těsnění nalézají v bezprostřední blízkosti sektorových desek, a tím snižují proudění nebo únik média mezi stranou vzduchu a stranou plynu při čelních koncích rotoru na nejnižší hodnotu.

Uvedené modulové teplo-převádějící koše mohou zahrnovat rámy s otevřenou konstrukcí nebo pevné boční stěny. Kromě toho tyto koše mohou být axiálně uloženy v odděleních rotoru ve tvaru kruhových výsečí od vrchního čelního konce rotoru nebo mohou být radiálně uloženy skrze obvod rotoru. V druhém uvedeném případě jsou koše neseny na mřížích připevněných mezi přepážkami při každém konci rotoru a mezi vrstvami košů.

V rotačních regeneračních tepelných výměníkách je často žádoucí použít různé formy teplo-absorbujícího materiálu nebo desek při různých úrovní. Tak např., je žádoucí, aby materiál při horkém konci rotoru, při kterém horké plyny proudí do rotoru a při kterém ohřátý vzduch proudí ven z rotoru, byl zcela odlišný od materiálu při studeném konci rotoru nebo při středu rotoru. Tudíž je výhodné měnit tyto teplo-převádějící materiály v koších v závislosti na změně provozních podmínek. U konvenčních typech rotorů a košů je to možné učinit pouze úplnou změnou hmoty teplo-převádějícího materiálu pro specifické vrstvy košů nebo modifikací struktury rotoru (umístění mříže) a provedení košů (výšky košů v axiálním směru).

Podstata vynálezu

Vynález se týká rotačního regeneračního výměníku tepla a nového modulového teplo-převádějícího koše použitého ve výměníku tepla. Alespoň některé z teplo-převádějících košů jsou konstruovány tak, aby v každém koši mohla být umístěna množina vrstev s rozdílným teplo-absorbujícím materiálem. To • · * φ φ φ · *

Φ·Φ· φφ Φφφ φφ ·· ·· konkrétně znamená, že se v uvedených koších při zvolené poloze mezi vrchní částí a spodní částí koše nacházejí nosné prostředky, takže teplo-převádějlcí materiál jednoho druhu může být uspořádán nad uvedeným nosným prostředkem a teplo-převádějící materiál jiného druhu může být umístěn pod uvedeným nosným prostředkem. Uvedený nosný prostředek v modulu může být nahrazeným jiným nosným prostředkem za účelem změny rozměrů bez toho, že by bylo nutné vyměnit nosné mříže konstrukce rotoru.

Stručný popis obrázků

Vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu příkladu provedení vynálezu, ve kterém budou dělány odkazy na přiložené výkresy, na kterých obr. 1 zobrazuje perspektivní pohled na rotační regenerační předehřívač vzduchu, obr. 2 zobrazuje horizontální řez částí rotoru předehřívače z obr. 1, přičemž z tohoto obrázku je zřejmá nosná mříž v poloze mezi jednotlivými přepážkami, obr. 3 zobrazuje perspektivní pohled na typický modulový teplo-převádějící koš známý ze stavu techniky, a obr. 4 zobrazuje perspektivní pohled na koš podle vynálezu.

Přiklad provedeni vynálezu

Obr. 1 zobrazuje v částečném řezu perspektivní pohled na typický ohřívač vzduchu, který zahrnuje kryt 12., ve kterém je rotor 14 připevněn na hnací hřídeli nebo sloupku 16 pro otáčení rotoru podle šipky 18.. Rotor zahrnuje množinu oddělení 20, z nichž každé obsahuje množinu modulových košů ♦ ’ i · ϊ « ·« ··· ··♦ ·· · · · · · a je definováno přepážkami 34. Tyto modulové koše obsahují teplo-převádějící povrch. Kryt je rozdělen sektorovou deskou 24, která tvoří překážku pro proudění dotyčného média, na část pro kouřový plyn a část pro vzduch. Odpovídající sektorová deska je rovněž uspořádána na spodní čelní straně rotoru. Proud horkého kouřového plynu je do rotoru zaveden do rotoru skrze vstupní plynové potrubí 26, přičemž je dále veden rotorem, ve kterém dochází k převodu tepla z horkého kouřového plynu na rotor a nato je vyveden z rotoru skrze výstupní plynové potrubí 28.. Proud vzduchu vedený v opačném směru vzhledem k proudu horkého kouřového plynu je do rotoru zaveden skrze vstupní vzduchové potrubí 30, načež je veden rotorem, ve kterém dochází k převodu tepla z rotoru na vzduch, a vyveden z rotoru skrze výstupní vzduchový kanál 32. Ačkoliv vynález může být použit v předehřívačích vzduchu, ve kterých jsou uvedené koše ukládány v axiální směru ze shora dolů, vynález je zejména použit v předehřívačích vzduchu, které zahrnují koše-nesoucí mříže a které jsou radiálně plněny skrze obvod rotoru. Tudíž v popise příkladného provedení vynálezu budou dělány odkazy na předehřivače vzduchu s radiálním plněným.

Jak je to zřejmé z obr. 2, který zobrazuje v částečném řezu půdorysný pohled na část rotoru, přepážky 34 znázorněné v řezu radiálně probíhají mezi středovou částí 36 a pláštěm 38 rotoru. Obr. 2 zobrazuje část rotoru ve stavu před uložením modulových košů. Mezi přepážkami 34 jsou neseny nosné mříže £0, které jsou připevněny k přepážkám 34. Tyto nosné mříže 40 jsou tvořeny prvky 42 a mají obvyklou strukturu příhradového nosníku. Je nutné poznamenat, že je možné použít libovolné uspořádání příhradových nosníku, které je konstrukčně uzpůsobené pro nesení modulových košů. Mříže 40 jsou vhodným způsobem připevněny k přepážkám 34., např. svařením. Každé oddělení obvykle obsahuje množinu nosných mříží 40, z nichž každá je uspořádána v jedné z vertikálně odsazených horizontálních rovin.

• Φ · · φφφφ φφφ φφφ φφφ φφφ φ φ • •φφ ·· Φ«φ φφ φφ φφ

Obr. 3 znázorňuje jediný teplo-převádějící koš 22 ze stavu techniky částečně vyplněný teplo-převádějícími deskami 44. Je samozřejmé, že ve skutečnosti je těmito teplo-převádějícími deskami vyplněn celý vnitřní prostor košů, nicméně za účelem lepší zřetelnosti uvedeného obrázku je část těchto teplo-převádějících desek nezobrazena. Rám košů 22 zahrnuje vnitřní čelní konec 46, který je při vertikálních stranách zahnut směrem ven za účelem vytvoření vnitřních rohů £8. Vnější čelní konec koše je definován vnějšími úhelníkovými oceli 50, které jsou připevněny svarovým spojem k vnějšímu čelnímu segmentu 52. Vnitřní a vnější čelní konec jsou spojeny přivařenými bočními úhelníkovými oceli 54 a vrchními spojovacími tyčemi 56 a spodními spojovacími tyčemi 58. Všechny uvedené prvky společně tvoří základní rám koše. Ačkoliv boční strany koše jsou znázorněny otevřené, mohou být rovněž uzavřeny kovovými bočními deskami. Jak je to zřejmé z obr. 3, teplo-převádějící desky 44 probíhají z vrchní části koše ke spodní části koše a jsou neseny na spodních spojovacích tyčí 58.

Obr. 4 zobrazuje vynález, který byl aplikován na koš ze stavu techniky znázorněný na obr. 3. Jak je to zřejmé z obr. 4, mezi vrchními spojovacími tyčemi 56 a spodními spojovacími tyčemi 58 jsou uspořádány dodatečné spojovací tyče 60. Ačkoliv tyto spojovací tyče 60 jsou zobrazeny tak, že se nacházej! přibližně uprostřed mezi vrchní částí a spodní částí koše, je samozřejmé, že se mohou nalézat v libovolné horizontální rovině.

Jak je to zřetelné z obr. 4, teplo-převádějící desky v koši 22 podle vynálezu jsou rozděleny na skupinu vrchních desek 62 a skupinu spodních desek 64. Vrchní desky a spodní desky mohou být vyrobeny z rozdílných materiálů nebo mohou být uspořádány v rozdílných konfiguracích, jak je to žádoucí pro specifické aplikace. Tak např., desky 62 v horní části koše mohou být vyrobeny z jednoho materiálu, mohou být • · · · ·· ··· « · « * * • 44 44 44 ·· • · 4 4 · · ·*>· ·· odsazeny ο jednu vzdálenost a mohou mít jednu konfiguraci, zatímco desky 64 ve spodním části koše mohou být vyrobeny z druhého odlišného materiálu, mohou být odsazeny o druhou odlišnou vzdálenost a mohou mít druhou odlišnou konfiguraci. Jak je to zřetelné z obr. 4, desky 64 jsou vzájemně odsazeny o delší vzdálenost, než jsou vzájemně odsazeny desky 62.

Vynález umožňuje výměnu teplo-převádějících desek uvnitř každé sekce košů, jak je to žádoucí pro změnu složení množiny rozdílných typů teplo-převádějících desek v celém předehřívači vzduchu. To vylučuje nutnost provést změnu základní konstrukce rotoru, např. změnu polohy nosných mříží, za účelem úpravy složení uvedené množiny teplo-převádějících desek. Kromě toho nosné spojovací tyče mohou být umístěny do polohy, které vede k optimálnímu výkonu předehřívače vzduchu bez toho, že by bylo nutné změnit konstrukci rotoru.

Claims (2)

1. Teplo-převádějící koš pro rotační regenerační výměník tepla, vyznačený tím, že zahrnuje rám zahrnující první a druhou koncovou desku uspořádanou na vnitřním resp. vnějším čelním konci uvedeného koše a prostředek pro vzájemné připevnění a odsazení první a druhé koncové desky, přičemž uvedený rám má vrchní a spodní povrch, přičemž uvedený koš dále zahrnuje nosné tyče pro nesení prvé množiny teplo-převádějících desek, přičemž tyto nosné tyče probíhají mezí uvedenou první a druhou koncovou deskou a jsou přilehlé k uvedenému spodnímu povrchu uvedeného rámu, přičemž uvedený koš dále zahrnuje nosné tyče pro nesení druhé množiny teplo-převádějících desek, přičemž tyto nosné tyče probíhají mezi uvedenou první a druhou koncovou deskou a mezi uvedeným vrchním a spodním povrchem uvedeného rámu, přičemž uvedený koš dále zahrnuje první množinu teplo-převádějících desek uspořádaných jedna vedle druhé mezi uvedenou první a druhou koncovou deskou a nesených na uvedených nosných tyčí pro nesení první množiny teplo-převádějících desek, přičemž uvedený koš dále zahrnuje druhou množinu teplo-převádějících desek uspořádaných vedle sebe mezi uvedenou první a druhou koncovou deskou a nesených na uvedených nosných tyčí pro nesení druhé množiny teplo-převádějících desek.

2. Teplo-převádějící koš podle nároku 1, vyznačený t í m, že teplo-převádějící desky z uvedené první množiny teplo-převádějících desek jsou odlišné od teplo-převádějících desek z uvedené druhé množiny teplo-převádějících desek.

1/4

• • φ φ φ φ • φ φ φ • • φ φ φ φ φ · φφφ φφ« φ «·*· φ φφ • • φ