ES2942553T3 - Estructura de soporte de perfil bajo para un intercambiador de calor regenerativo giratorio - Google Patents

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Abstract

Una estructura de soporte para un intercambiador de calor rotativo regenerativo incluye una sección superior, una sección inferior y una pluralidad de elementos de soporte. La sección superior incluye un anillo superior que tiene una primera superficie exterior, un cubo superior y al menos tres radios superiores, cada uno de los cuales se extiende entre el anillo superior y el cubo superior y se fija en sus respectivos extremos al anillo superior. Cada uno de la pluralidad de elementos de soporte está asegurado de forma fija, directa o indirectamente, al anillo superior ya la sección inferior. Hay un espacio anular entre el anillo superior y el anillo inferior, que está configurado para recibir compartimentos de un conjunto de rotor. El buje superior, los radios superiores y los miembros de soporte cooperan para proporcionar rigidez a la estructura de soporte al cooperar para soportar y transmitir el peso de los radios superiores, el aro superior y el buje superior a la sección inferior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de soporte de perfil bajo para un intercambiador de calor regenerativo giratorio
Campo de la invención
La presente invención se refiere de forma general a una estructura de soporte de perfil bajo para un intercambiador de calor regenerativo giratorio adecuado para su uso en aplicaciones de captura de carbono cuando el rotor del mismo está cargado con un adsorbente estructurado configurado para absorber dióxido de carbono procedente de aire caliente o gas de combustión y generar CO2 purificado y vapor de agua. US-6.237.674 describe una estructura de soporte que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Antecedentes de la invención
Los intercambiadores de calor regenerativos giratorios, de forma típica los precalentadores de aire de combustión, se utilizan de forma típica para transferir calor de una corriente de gas de descarga que sale de un recipiente (p.ej., un horno o un reactor químico) a una corriente de aire entrante para mejorar la eficiencia del proceso que tiene lugar en el recipiente. Los precalentadores convencionales incluyen un conjunto de lámina de transferencia de calor que incluye una pluralidad de láminas de transferencia de calor apiladas unas sobre otras en una cesta. Las láminas de transferencia de calor absorben el calor de la corriente de gas de descarga y transfieren este calor a la corriente de aire entrante. El precalentador incluye además un rotor que tiene divisiones radiales o diafragmas que definen compartimentos que alojan las cestas. El rotor está montado de forma giratoria en una estructura de soporte con cojinetes adecuados. El precalentador incluye placas de sector que se extienden a través de las caras superior e inferior del precalentador para dividir el precalentador en uno o más sectores. La corriente de gas de descarga y la corriente de aire entrante se dirigen simultáneamente a través de sectores respectivos. El rotor gira el sector de gas de descarga y el sector de aire entrante dentro y fuera de la corriente de gas de descarga y la corriente de aire entrante para calentar y luego enfriar las láminas de transferencia de calor, calentando de este modo la corriente de aire entrante y enfriando la corriente de gas de descarga.
Como se muestra en la Fig. 1, un precalentador convencional se designa de forma general con el número 100. El precalentador 100 incluye un conjunto 112 de rotor montado de forma giratoria en un poste 116 de rotor. El conjunto 112 de rotor está posicionado en, y gira con respecto a, una carcasa 114 estacionaria. Por ejemplo, el conjunto 112 de rotor puede girar con el poste 116 de rotor alrededor de un eje central A del poste 116 de rotor en el sentido indicado por la flecha R. El conjunto 112 de rotor incluye divisiones 118 (p. ej., diafragmas) que se extienden radialmente desde el poste 116 de rotor hasta una periferia exterior del conjunto 112 de rotor. Pares adyacentes de las divisiones 118 definen compartimentos 200 respectivos para recibir un conjunto 1000 de transferencia de calor.
Como se muestra en la Fig. 1, el alojamiento 114 incluye un conducto 122 de entrada de gas de descarga y un conducto 124 de salida de gas de descarga para el flujo de gases calientes a través del precalentador 100. El alojamiento 114 incluye además un conducto 126 de entrada de aire entrante y un conducto 128 de salida de aire entrante para el flujo de aire entrante a través del precalentador 100. El precalentador 100 incluye una placa 130A de sector superior que se extiende a través del alojamiento 114 adyacente a una cara superior del conjunto 112 de rotor. El precalentador 100 incluye una placa 130B de sector inferior que se extiende a través del alojamiento 114 adyacente a una cara inferior del conjunto 112 de rotor. La placa 130A de sector superior se extiende entre el, y se une al, conducto 122 de entrada de gas de descarga y el conducto 128 de salida de aire entrante. La placa 130B de sector inferior se extiende entre el, y se une al, conducto 124 de salida de gas de descarga y el conducto 126 de entrada de aire entrante,. Las placas 130A, 130B de sector superior e inferior, respectivamente, se combinan con una placa circunferencial 130C. La placa 130A de sector superior y la placa 130B de sector inferior dividen el precalentador 100 en un sector 134 de gas entrante y un sector 132 de aire de descarga. Se proporcionan sellos de un tipo conocido y se unen a una división 118 respectiva. Los sellos están en contacto o giran cerca de las placas 130A y 130B de sector situados próximos para proporcionar un sello entre la corriente 132 de aire entrante y la corriente 134 de gas de descarga.
Como se ilustra en la Fig. 1, las flechas marcadas con “A” indican el sentido de una corriente 136 de gas de descarga caliente a través del sector 134 de gas de descarga del conjunto 112 de rotor. Las flechas marcadas con “ B” indican el sentido de una corriente 138 de aire de entrada a través del sector 132 de gas de entrada del conjunto 112 de rotor. La corriente 136 de gas de descarga entra a través del conducto 122 de entrada de gas de descarga y transfiere calor al conjunto 1000 de transferencia de calor montado en los compartimentos 200. El conjunto 1000 de transferencia de calor calentado se gira al sector 132 de aire entrante del precalentador 100. A continuación, el calor almacenado en el conjunto 1000 de transferencia de calor se transfiere a la corriente 138 de aire entrante que entra a través del conducto 126 de entrada de aire entrante. Por lo tanto, el calor absorbido de la corriente 136 de gas de descarga caliente que entra en el precalentador 100 se utiliza para calentar los conjuntos 1000 de transferencia de calor, que a su vez calientan la corriente 138 de aire entrante que entra en el precalentador 100.
Como se muestra en las Figs. 2 y 3, el conjunto 112 de rotor y la carcasa 114 son bastante voluminosos y emplean una amplia estructura 150 de soporte de técnica anterior. Como se muestra en la Fig. 3, el eje o poste 116 de rotor incluye un borde 116F montado en un extremo inferior del eje 116 y el talón 116E que se extiende desde el extremo superior del eje 116. El eje 116 es soportado axialmente por un pedestal 152 que está fijado a una viga 154 o directamente a una base. El pedestal 152 tiene dentro un cojinete 155 de empuje para soportar el eje 116 de forma giratoria. El cojinete 155 de empuje incluye un anillo interior 155A con un anillo exterior 155B que se extiende circunferencialmente alrededor del mismo. Una pluralidad de elementos rodantes 155R están situados de forma rodante entre el anillo interior 155A y el anillo exterior 155B. El borde 116F se acopla y está en relación fija con el anillo interior 155A que gira con el eje 116. El anillo exterior 155B está en relación fija con una placa 156 que está fijada a la viga 154 a través de sistemas de sujeción adecuados. El talón 116E del eje es guiado y retenido radialmente en un cojinete radial 157. El cojinete radial 157 incluye un anillo interior 157A con un anillo exterior 157B que se extiende circunferencialmente alrededor del mismo. Una pluralidad de elementos rodantes 157R están posicionados de forma rodante entre el anillo interior 157A y el anillo exterior 157B. El talón 116E está en relación fija con el anillo interior 157A y gira con el mismo. El anillo exterior 157B está fijado en un armazón 158 que está en relación fija con la estructura 150 de soporte, como se describe en la presente memoria.
Como se muestra en la Fig. 3, la estructura 150 de soporte de la técnica anterior incluye un anillo superior 160U y un anillo inferior 160L que rodean circunferencialmente al rotor 112. El anillo superior 160U y el anillo inferior 160L están separados axialmente entre sí y están fijos en relación axial entre sí mediante un primer par de postes 162A de soporte verticales y un segundo par de postes 162B de soporte verticales. Un primer conjunto 163A de soporte vertical principal y un segundo conjunto 163B de soporte vertical principal están situados opuestos entre sí radialmente fuera del anillo superior 160U y del anillo inferior 160L. Los extremos inferiores de cada uno del primer conjunto 163A de soporte vertical principal y el segundo conjunto 163B de soporte vertical principal están fijados a la base. Un conjunto 164U de soporte horizontal central se extiende radialmente a través y por encima del anillo superior 160U y un conjunto 164L de soporte horizontal central se extiende radialmente a través de, y por debajo del, anillo inferior 160L. Los extremos opuestos del conjunto 164U de soporte horizontal central están fijados y asentados en los extremos superiores del primer conjunto 163A de soporte vertical principal y el segundo conjunto 163B de soporte vertical principal respectivos que soportan el peso y retienen radialmente el conjunto 164U de soporte horizontal central. Una pluralidad de abrazaderas 165A de tubería se extiende entre las columnas 162A y el conjunto 164U de soporte horizontal central y entre las columnas 162B y el conjunto 164U de soporte horizontal central y retiene radialmente el conjunto 164U de soporte horizontal central. Una pluralidad de abrazaderas 165B de tubería se extiende entre las columnas 162A y el pedestal 152 y entre las columnas 162B y el pedestal 152 y retiene radialmente el conjunto 164L de soporte horizontal central. El armazón 158 del cojinete radial 157 está fijado de forma rígida a una parte central del conjunto 164U de soporte horizontal central mediante una placa 164V de presión de cojinetes y sujeciones adecuadas.
Los conjuntos 164U, 164L de soporte horizontal central están formados a partir de un canal de acero macizo que tiene una pluralidad de puntales transversales en su interior. Los conjuntos 164U, 164L de soporte horizontal central tienen una anchura que cubre una parte sustancial del rotor 112. Los conjuntos 164U, 164L de soporte horizontal central bloquean el flujo de gases a través del rotor 112 reduciendo de este modo la eficacia del precalentador. Además, el conjunto 164 de soporte horizontal central es tan ancho que impide que los compartimentos 200 sean ocupados por los conjuntos 1000 de transferencia de calor, complicando de este modo el ensamblaje. Además, el primer par de postes 162A de soporte vertical, el segundo par de postes 162B de soporte vertical, el primer conjunto 163A de soporte vertical principal y el segundo conjunto 163B de soporte vertical principal (denominados colectivamente estructuras de soporte externo de la técnica anterior) están situados radialmente hacia fuera de un límite circunferencial periférico 100P del precalentador convencional 100 como se indica mediante la flecha R200 en la Fig. 3, lo que crea un problema de contorno de espacio excesivo para la instalación del precalentador convencional 100 en una instalación tal como una central energética.
Los intercambiadores de calor regenerativos giratorios también pueden emplearse en sistemas de captura de CO2 tales como sistemas de adsorción por oscilación térmica (TSA) utilizados en sistemas de plantas de energía fósil. Los intercambiadores de calor regenerativos giratorios en sistemas de TSA se basan en los principios mecánicos generales del precalentador convencional 100 ilustrado en las Figs. 1-3, pero tienen disposiciones de conductos distintas y utilizan rotores que tienen medios de adsorción en vez de los conjuntos 1000 de transferencia de calor empleados en los precalentadores convencionales 100. Los sistemas de TSA incluyen una etapa de adsorción en la que el gas de combustión entra en lechos de adsorción situados en el rotor del intercambiador de calor regenerativo giratorio como corriente de alimentación. Después de que los lechos de adsorción estén ocupados por CO2, los lechos se giran en un área de regeneración del intercambiador de calor regenerativo giratorio donde se usa vapor de baja presión para liberar CO2 del adsorbente y producir una corriente de producto de vapor de agua y CO2. La última etapa, antes de repetir el proceso cíclico, incluye la introducción de aire ambiente para enfriar el adsorbente a una temperatura óptima para la adsorción de CO2 en la etapa de adsorción. Al aplicar tales sistemas de TSA, se requiere el acceso de los sistemas al intercambiador de calor regenerativo giratorio a través de muchos conductos, e incluyen conductos de entrada de gas de combustión, conductos de salida de gas de combustión, conductos de salida de corriente de producto de CO2, conductos de entrada de vapor, conductos de entrada de aire de refrigeración y conductos de salida de aire de refrigeración. Por lo tanto, hay un espacio limitado disponible para otras estructuras tales como el primer conjunto 163A de soporte vertical principal, el segundo conjunto 163B de soporte vertical principal y los conjuntos 164U, 164L de soporte horizontal central. Debido a la gran cantidad de conductos, también se limita el espacio para añadir y eliminar el adsorbente del rotor en el intercambiador de calor regenerativo giratorio.
Por lo tanto, hay una necesidad de abordar al menos los problemas anteriores.
Resumen de la invención
En la presente memoria se describe una estructura de soporte para un intercambiador de calor regenerativo giratorio según la reivindicación 1, que incluye una sección superior, una sección inferior y una pluralidad de elementos de soporte. La sección superior incluye un anillo superior que tiene una primera superficie exterior, un cubo superior y al menos tres radios superiores que se extienden cada uno entre, y se fijan en los extremos respectivos de los mismos, al anillo superior y al cubo superior. La sección inferior está configurada para ser soportada, durante el uso, por una estructura de montaje a la base, montada sobre una base, estando separada la sección inferior de la sección superior. Cada uno de la pluralidad de elementos de soporte está sujetado de forma fija, directa o indirectamente, al anillo superior y a la sección inferior creando un espacio anular entre el anillo superior y la sección inferior. El espacio anular está configurado para recibir compartimentos de un conjunto de rotor. El cubo superior, los radios superiores y los elementos de soporte cooperan para proporcionar rigidez a la estructura de soporte de modo que los elementos de soporte cooperen para soportar y transmitir el peso de los radios superiores, el anillo superior y el cubo superior a la sección inferior.
En una realización, la sección inferior incluye un anillo inferior que tiene una segunda superficie exterior, un cubo inferior y al menos tres radios inferiores que se extienden cada uno entre el anillo inferior y el cubo inferior, y se fijan en sus extremos respectivos.
En una realización, se proporciona una pluralidad de placas de soporte exteriores, entre medias de la estructura de soporte de la base y la sección inferior, adyacente a los extremos inferiores respectivos de uno u otro de los elementos de soporte erguidos y/o se proporciona una pluralidad de placas de soporte interiores, dispuestas debajo de las partes de extremos axialmente interiores de uno o más de los radios inferiores y/o debajo del cubo inferior.
En una realización, al menos uno de la pluralidad de elementos de soporte incluye un puntal, una varilla, una viga o un canal.
En una realización, el anillo superior tiene al menos una abertura radial superior que se extiende a través del mismo y una parte de extensión superior del al menos uno de los radios superiores se extiende a través de una abertura radial superior respectiva.
En una realización, el anillo inferior tiene al menos una abertura radial inferior que se extiende a través del mismo y una parte de extensión inferior del al menos uno de los radios inferiores se extiende a través de una abertura radial inferior respectiva.
En una realización, el al menos un elemento de soporte está fijado a al menos una de la parte de extensión superior y la parte de extensión inferior.
En una realización, un par de elementos de soporte está fijado al anillo superior en una unión de cada radio con el anillo superior y al anillo inferior en una unión de cada radio con el anillo inferior.
En una realización, al menos uno del anillo superior y el anillo inferior tiene al menos una de una sección transversal en forma de caja, una sección transversal en forma de C de abertura radialmente hacia dentro y una sección transversal en forma de C de abertura radialmente hacia fuera.
En una realización, al menos uno de los radios superiores y los radios inferiores tiene al menos una de una sección transversal en forma de caja y un perfil superior estrechado que se expande radialmente hacia fuera.
En una realización, el cubo superior incluye un cuerpo de cubo superior que tiene un patrón de refuerzo superior unido en el mismo a una superficie interior de una pared periférica circunferencial del mismo. Hay una primera abertura central que se extiende a través del patrón de refuerzo superior.
En una realización, el cubo superior incluye un cuerpo de cubo superior que tiene una placa de soporte superior que se extiende y se une únicamente en, o es adyacente a, una periferia axial del cuerpo de cubo superior o una pared periférica circunferencialmente del cuerpo de cubo superior del cubo superior, y una segunda abertura central que se extiende a través de la placa de soporte superior. La placa de soporte superior tiene características que promueven la flexión configuradas para hacer que la placa de soporte superior se flexione en respuesta a las cargas aplicadas a la misma.
En una realización, al menos uno de los extremos axialmente internos de los radios superiores está unido de forma rígida a al menos una de: la periferia axial del cuerpo de cubo superior y la parte del patrón de refuerzo superior. En una realización, el cubo inferior incluye un cuerpo de cubo inferior que tiene un patrón de refuerzo inferior unido por dentro a una tercera abertura central que se extiende a través del patrón de refuerzo inferior y los extremos axialmente internos de los radios inferiores están unidos de forma rígida a al menos una de: la periferia axial del cuerpo de cubo inferior y la parte del patrón de refuerzo inferior.
En una realización, el cubo inferior incluye un cuerpo de cubo inferior que tiene una placa de soporte inferior que se extiende y se une en el cuerpo de cubo inferior, y una cuarta abertura central que se extiende a través de la placa de soporte inferior.
En una realización, cada radio superior del anillo superior está adaptado para tener montado en el mismo un conjunto de sellado que, durante el uso, sella de forma operativa e intermitente un conjunto de rotor al mismo.
En una realización, cada radio del anillo inferior está adaptado para tener montado en el mismo un conjunto de sellado que, durante el uso, sella de forma operativa e intermitente un conjunto de rotor al mismo.
En una realización, un intercambiador de calor regenerativo giratorio según la presente descripción incluye una estructura de soporte y un conjunto de rotor montado de forma giratoria en la estructura de soporte. La estructura de soporte comprende al menos una de: áreas de recepción de soportes a la base configuradas para recibir la estructura de montaje a la base, estando situadas sustancialmente todas las áreas de recepción de soportes de base de forma sustancial radialmente hacia dentro de un límite circunferencial periférico de la estructura de soporte; una primera área de soporte del conjunto de rotor situada de forma sustancial axialmente por debajo de un límite axial superior de la sección superior de la estructura de soporte; y una segunda área de soporte del conjunto de rotor situada de forma sustancial axialmente por debajo de un límite axial superior de la sección superior de la estructura de soporte.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista esquemática en perspectiva de un precalentador giratorio de la técnica anterior;
la Fig. 2 es una vista esquemática en perspectiva de un precalentador giratorio de la técnica anterior que se muestra montado en un armazón de soporte estructural de la técnica anterior, mostrado sin los conductos;
la Fig. 3 es una vista esquemática despiezada en perspectiva del armazón de soporte estructural de la técnica anterior de la Fig. 2, mostrado sin el precalentador giratorio ni los conductos;
la Fig. 4A es una vista en perspectiva de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la presente invención;
la Fig. 4B es una vista axial superior de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la presente invención;
la Fig. 5A es una vista en perspectiva de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la Fig. 4A, mostrada en una vista en corte con un rotor instalado en ella;
la Fig. 5B es una vista en perspectiva de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la Fig. 4A, mostrada en una vista en corte con un rotor instalado en ella y con partes del anillo superior y el anillo inferior construidos a partir de segmentos modulares;
la Fig. 6A es una vista en sección transversal de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio y el rotor tomada a través de la sección 6-6 de la Fig. 5A;
la Fig. 6B es una vista en sección transversal de la estructura del cojinete superior como se muestra en la Fig. 6A; la Fig. 7 es una vista en perspectiva ampliada de la parte del cubo superior de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio del detalle 7 de la Fig. 4A;
la Fig. 8A es una vista despiezada ampliada de la parte del cubo superior de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la Fig. 7;
la Fig. 8B es una vista despiezada ampliada de la parte del cubo inferior de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de la Fig. 5A;
la Fig. 9A es una vista en perspectiva de uno de los radios de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de las Figs. 4A-B;
la Fig. 9B es una vista en perspectiva de uno de los anillos de soporte periférico de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de las Figs. 4A-B;
la Fig. 9C es una vista en perspectiva de uno de los anillos de soporte periférico de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de las Figs. 4A-B;
la Fig. 9D es una vista en perspectiva de uno de los anillos de soporte periférico de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio de las Figs. 4A-B;
la Fig. 10 es una vista frontal del pedestal del cojinete de empuje de la estructura de soporte del intercambiador de calor regenerativo giratorio del detalle 10 de la Fig. 5;
la Fig. 11 es una vista en perspectiva ampliada de una parte del anillo superior del detalle 11 de la Fig. 4A; y
la Fig. 12 es una vista en perspectiva del intercambiador de calor regenerativo de la Fig. 5A mostrado con conductos unidos al mismo.
Descripción detallada
Como se muestra en la Fig. 4A, con el número 10 se designa, de forma general, una estructura de soporte para un intercambiador 1 de calor regenerativo giratorio (véase la Fig. 5A). La estructura 10 de soporte es un exoesqueleto para alojar un conjunto 90 de rotor (véase la Fig. 5A) del intercambiador 1 de calor regenerativo giratorio y para proporcionar soporte de estructura y montaje a una base y a los conductos (conductos mostrados en la Fig. 12). La estructura 10 de soporte está construida de una sección superior 10U y una sección inferior 10L separadas axialmente entre sí a lo largo de un eje central A y concéntricas al mismo definiendo de este modo un espacio anular S1 entre la sección superior 10U y una sección inferior 10L. El espacio anular S1 está configurado para recibir compartimentos 92 de un conjunto 90 de rotor, como se describe en la presente memoria, con referencia a la Fig. 5A.
Como se muestra en la Fig. 4A, el eje central A representa una dirección vertical, por lo que los términos superior e inferior se emplean de forma relativa para distinguir los componentes de la sección superior 10U de los de la sección inferior 10L. Por lo tanto, la sección superior 10U y la sección inferior 10L se muestran orientadas en un plano horizontal. Sin embargo, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que la estructura 10 de soporte puede emplearse en cualquier orientación incluyendo, aunque no de forma limitativa, una configuración angular inclinada, un eje central horizontal y una configuración vertical. La estructura 10 de soporte es útil para su uso como soporte de intercambiadores de calor regenerativos para su uso en sistemas de captura de CO2 que emplean medios adsorbentes, tales como sistemas de TSA que incluyen una etapa de adsorción en la que el gas de combustión entra en lechos de adsorción situados en el rotor 90 del intercambiador de calor regenerativo giratorio como corriente de alimentación. Después de que los lechos de adsorción estén ocupados por CO2, los lechos se giran en un área de regeneración del intercambiador de calor regenerativo giratorio donde se usa vapor de baja presión para liberar CO2 del adsorbente y producir una corriente de producto de vapor de agua y CO2. La última etapa, antes de repetir el proceso cíclico, incluye la introducción de aire ambiente para enfriar el adsorbente a una temperatura óptima para la adsorción de CO2 en la etapa de adsorción. Como se muestra en la Fig. 12, la estructura 10 de soporte de la presente invención proporciona acceso al intercambiador de calor regenerativo giratorio requerido en sistemas de TSA y está configurada para recibir los numerosos conductos 444, incluidos conductos de entrada de gas de combustión, conductos de salida de gas de combustión, conductos de salida de corriente de producto de CO2, conductos de entrada de vapor, conductos de entrada de aire de refrigeración y conductos de salida de aire de refrigeración. Los conductos 444 son estacionarios y están sellados (p. ej., con una junta) a dos radios adyacentes (es decir, dos de 60A-60N). Aunque la Fig. 12 ilustra los conductos 444 configurados sobre el anillo superior 20, unos conductos correspondientes están configurados para el anillo inferior 30 y sellados (p. ej., con una junta) de forma estacionaria a dos radios adyacentes (dos de 65A-65N). Aunque la estructura 10 de soporte se muestra y se describe para su uso como soporte de intercambiadores de calor regenerativos para su uso en sistemas de captura de CO2 que emplean medios adsorbentes, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que la estructura 10 de soporte también puede emplearse en otras aplicaciones tales como, aunque no de forma limitativa, en el uso en precalentadores de aire para centrales de energía de combustibles fósiles.
Como se muestra en la Fig. 4A, la sección superior 10U está construida a partir de un anillo superior 20 que tiene una primera superficie exterior 22. En una realización, la primera superficie exterior 22 está erguida (es decir, vertical). En una realización, una línea R1 de referencia orientada axialmente a la primera superficie exterior 22 es paralela al eje central A. La sección superior 10U también incluye un cubo superior 40 y una pluralidad (p. ej., catorce) de radios superiores 60A, 60B, 60C, 60D, 60E, 60F, 60G, 60h , 60I, 60J, 60K, 60L, 60M y 60N), extendiéndose cada uno entre, y fijándose al, anillo superior (20) y el cubo superior (40). El cubo superior 40 y la pluralidad (p. ej., catorce) de los radios superiores 60A, 60B, 60c , 60D, 60E, 60F, 60G, 60H, 60I, 60J, 60K, 60L, 60M y 60N) mantienen la posición y el peso del anillo superior (20). Aunque se muestran y describen catorce radios superiores, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que se pueden emplear al menos tres radios superiores. La longitud de los radios superiores 60A-60N se extiende entre el extremo interior y el extremo exterior del mismo. El extremo interior de cada radio superior 60A-60N está fijado al cubo superior 40 con medios adecuados tales como soldadura y el uso de sujeciones mecánicas tales como pernos, bridas y manguitos. El extremo exterior de cada radio superior 60A-60N está fijado al anillo superior 20 con medios adecuados tales como soldadura y el uso de sujeciones mecánicas tales como pernos, bridas y manguitos. Con referencia ahora a la Fig. 4B, los radios superiores 60A-60N definen áreas de flujo libre (FA) entre ellos. Debido a que no hay un conjunto 164 de soporte horizontal central para obstruir el flujo, el área total dentro de la estructura 10 de soporte puede definirse por lo tanto mediante la siguiente fórmula I:
Área Total = £ FA + XA (Fórmula I)
En donde FA es el área de flujo libre sin obstrucciones en los radios superiores 60A-60N y el cubo superior 40, y XA es el área obstruida definida por la fórmula II:
XA = I SA HA (Fórmula II)
en donde SA es el área ocupada por los radios superiores 60A-60N, y HA es el área del cubo. Por lo tanto, el área total de flujo libre se define por tanto mediante la fórmula III:
I FA =Área total - I SA - HA (Fórmula III)
La relación del área sin obstrucciones IF A al área obstruida IS A , a saber ¿ S A es de entre aproximadamente 5 a 1 y aproximadamente 25 a 1.
Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 4A, en una realización el anillo superior 20, el cubo superior 40 y los radios superiores 60A-60N están intersecados por un plano común que es paralelo a las caras axiales del anillo superior 20, el cubo superior 40 y los radios superiores 60A- 60N. En una realización, el anillo superior 20, el cubo superior 40 y los radios superiores 60A-60N tienen espesores axiales T1 sustancialmente iguales. En una realización, el anillo superior 20, el cubo superior 40 y los radios superiores 60A-60N tienen espesores axiales T1 distintos. En una realización, el anillo superior 20, el cubo superior 40 y los radios superiores 60A-60N son coplanares.
Haciendo aún referencia a la Fig. 4A, la sección inferior 10L está construida a partir de un anillo inferior 30 que tiene una segunda superficie exterior 32, un cubo inferior 50 y una pluralidad (p. ej., catorce) de radios inferiores (solo se muestran diez 65C, 65D, 65E, 65F, 65G, 65H, 651, 65L, 65M y 65N), extendiéndose cada uno entre el, y fijados al, anillo inferior 30 y el cubo inferior 50, y estando alineados axial y radialmente con los radios superiores 60A-60N. El cubo inferior 50 y la pluralidad (p. ej., catorce) de radios inferiores (solo se muestran diez 65C, 65D, 65E, 65F, 65G, 65H, 651, 65L, 65M y 65N) soportan la posición y el peso del anillo inferior 30. Aunque se describen catorce radios inferiores, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que pueden emplearse al menos tres radios inferiores o puede emplearse otra estructura de soporte, tal como una configuración de refuerzo. La longitud de los radios inferiores 65A-65N se extiende entre el extremo interior y el extremo exterior del mismo. El extremo interior de cada radio inferior 65A-65N está fijado al cubo inferior 50 con medios adecuados tales como soldadura y el uso de sujeciones mecánicas tales como pernos, bridas y manguitos. El extremo exterior de cada radio inferior 65A-65N está fijado al anillo inferior 30 con medios adecuados tales como soldadura y el uso de sujeciones mecánicas tales como pernos, bridas y manguitos. Aunque el cubo inferior 50 y la pluralidad (p. ej., catorce) de radios inferiores (solo se muestran diez 65C, 65D, 65E, 65F, 65G, 65H, 65I, 65L, 65M y 65N) se describen como soporte del anillo inferior 30, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que el anillo inferior 30 puede estar soportado por otras configuraciones de soporte, incluidas, aunque no de forma limitativa, pilares o estructuras unitarias que soportan el anillo inferior 30 a la base. En una realización, el anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N son intersecados por un plano común que es paralelo a las caras axiales del anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N. En una realización, el anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N tienen espesores axiales T2 sustancialmente iguales. En una realización, el anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N tienen diferentes espesores axiales T2. En una realización, el anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N son coplanares. El espesor axial T1 del anillo superior y el espesor axial T2 del anillo inferior son sustancialmente equivalentes.
La sección inferior 10L está separada S1 de la sección superior 10U. Una pluralidad de elementos 70 de soporte se sujeta de forma fija para separar el anillo superior 20 del anillo inferior 30. En una realización, los elementos 70 de soporte se sujetan de forma fija directamente al anillo superior 20 y al anillo inferior 30, como se describe en la presente memoria con referencia a la Fig. 4A. En una realización, los elementos 70 de soporte se sujetan de forma fija directamente al anillo superior 20 y al anillo inferior 30, como se describe en la presente memoria con referencia a la Fig. 11. En una realización, los elementos 70 de soporte son paralelos al eje central A. En una realización, los elementos 70 de soporte están orientados en una posición erguida (es decir, vertical); sin embargo, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que los elementos 70 de soporte pueden estar orientados en un ángulo con respecto al eje central A, en un ángulo y paralelo al eje central o en una posición horizontal cuando el eje central A es horizontal. En una realización, el anillo superior 20 y el anillo inferior 30 están alineados coaxialmente a lo largo del eje central A. En una realización, el anillo superior 20 tiene diámetros interiores D1 y D2 sustancialmente iguales a los del anillo inferior 30, como se muestra en la Fig. 4A. En una realización, el anillo superior 20 tiene diámetros exteriores D3 y D4 sustancialmente iguales a los del anillo inferior 30, como se muestra en la Fig. 4A. Cada uno de la pluralidad de elementos 70 de soporte es un puntal. Aunque cada uno de los elementos 70 de soporte se describe como un puntal, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que cada uno de los elementos de soporte puede ser una varilla, una viga o un canal, combinaciones de los mismos o algunos elementos de soporte pueden ser puntales y otros elementos de soporte pueden ser varillas, vigas o canales.
Con referencia ahora a la Fig. 6A, junto con el espesor T1 del anillo superior 20 y el espesor T2 del anillo inferior 30, el espesor axial global de la estructura 10 de soporte en los diámetros exteriores D3 y D4 se define como T3. La relación del espesor T3 al espacio S1 es de 1 a aproximadamente 2 y de 3 a aproximadamente 2. La relación del espacio S1 al espesor del anillo, p. ej., el espesor axial T1 del anillo superior o el espesor axial T2 del anillo inferior, es de aproximadamente 1 a 1 y de aproximadamente 3 a 1. La relación de los diámetros externos D3 y D4 al espesor axial T3 es de aproximadamente 3 a 1 y de aproximadamente 7 a 1.
Con referencia de nuevo a la Fig. 4A, cada uno de la pluralidad de elementos 70 de soporte se extiende y se fija (p. ej., se fija directamente mediante soldadura, soldadura de cobre o mediante el uso de sujeciones mecánicas) a la primera superficie exterior 22 del anillo superior 20 y a la segunda superficie exterior 32 del anillo inferior 30. Aunque los elementos 70 de soporte se muestran y describen como fijados a la primera superficie exterior 22 y la segunda superficie exterior 32, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que uno o más de los elementos 70 de soporte pueden fijarse a una superficie interna del anillo superior 20 y/o a una superficie interior del anillo inferior 30; el uno o más de los elementos 70 de soporte pueden fijarse entre la primera superficie externa 22 y la superficie interna del anillo superior 20; y/o el uno o más de los elementos 70 de soporte pueden fijarse entre la segunda superficie externa 32 y la superficie interna del anillo inferior 30.
En algunas realizaciones, la pluralidad de elementos 70 de soporte se fija indirectamente al anillo superior 20 y al anillo inferior 30. Como se muestra mejor en la Fig. 11, por ejemplo, el anillo superior 20 incluye una abertura radial superior 24 que se extiende a través del mismo en un área de unión de uno de los radios superiores 60A-60N respectivos y el anillo superior 20. Cada uno de los radios superiores 60A-60N tiene dos partes 62A, 62B de extensión superiores (p. ej., pestañas) que se extienden desde el mismo. Cada una de las partes 62A, 62B de extensión superiores se extiende a través de una de las aberturas radiales superiores 24 respectivas. El anillo inferior 30 incluye una abertura radial inferior 34 que se extiende a través del mismo en un área de unión de uno de los respectivos radios inferiores 65A-65N y el anillo inferior 30. Cada uno de los radios inferiores 65A-65N tiene dos partes 62c , 62D de extensión inferiores (p. ej., pestañas) que se extienden desde el mismo. Cada una de las partes 62C, 62D de extensión inferiores se extiende a través de una de las aberturas 34 radiales inferiores respectivas. Por ejemplo, la Fig. 11 ilustra uno de los elementos 70 de soporte fijados directamente (p. ej., mediante soldadura o mediante sujeciones mecánicas) al elemento 62B/62D de extensión superior/inferior, fijando de este modo indirectamente los elementos 70 de soporte al anillo superior 20 y al anillo inferior 30.
Aunque es deseable unir los elementos 70 de soporte soldando, por ejemplo las diversas partes 62A, 62B de extensión a los respectivos anillos superior e inferior 20, 30 a través de los cuales se extienden las partes 62A y 62B de extensión, se apreciará que, en una realización no mostrada, estas partes 62A, 62B de extensión podrían funcionar para sujetar o capturar, en una posición espacial fija predeterminada, el anillo superior 20 y el anillo inferior 30 a través de los cuales pasan las partes 62A y 62B de extensión para definir la geometría circular de los anillos superior e inferior 20, 30.
Como se muestra en la Fig. 5B, el anillo superior 20 se prefabrica en segmentos radiales modulares (p. ej., MS1, MS2 y MS3) que se presentan a las partes 62A, 62B de extensión de los radios apropiadas mostradas en la Fig. 11. El segmento radial MS1 se extiende entre el radio superior 60D y el radio superior 60C. El segmento radial MS1 se extiende entre el radio superior 60A y el radio superior 60N. El segmento radial MS3 incluye el radio superior 60N y el radio superior 60M. El anillo superior 20 puede fabricarse en cualquier combinación de segmentos radiales que no incluyan los radios 60A-N o uno o más de los radios 60A-N. El anillo inferior 30 puede ser fabricado previamente de forma similar al anillo superior 20 con cualquier número de segmentos radiales, tal como el segmento radial MS4 que se extiende entre el radio 6H inferior y el radio 651 inferior.
Como se muestra en la Fig. 5B, los segmentos radiales MS1, MS2, MS3 para el anillo superior 20 se sueldan o unen de otro modo a segmentos radiales adyacentes respectivos para fabricar un anillo completo (es decir, el anillo superior 20) que tenga una circunferencia interior definida por la longitud relacionada de los respectivos radios superiores 60A-N y/o radios inferiores 65A-N y una elevación (es decir, separación axial del anillo superior 20 y el anillo inferior 30) definida por la longitud de cada uno de la pluralidad de elementos 70 de soporte como se describe en la presente memoria con referencia a la Fig. 4A. Los segmentos radiales para el anillo inferior 30 se sueldan o unen de otro modo entre sí para fabricar un anillo completo (es decir, el anillo inferior 30) que tenga una circunferencia interior definida por la longitud relacionada de los radios superiores 60A-N y/o radios inferiores 65A-N respectivos y una elevación (es decir, separación axial del anillo superior 20 y el anillo inferior 30) definida por la longitud de cada uno de la pluralidad de elementos 70 de soporte como se describe en la presente memoria con referencia a la Fig. 4A.
Aunque el anillo superior 20 se muestra y describe como que tiene las partes 62A, 62B de extensión superiores extendiéndose a través de las aberturas 24 radiales superiores, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que pueden emplearse otras configuraciones para fijar los radios superiores 60A-60N al anillo superior 20, incluidas las partes 62A, 62B de extensión superiores del respectivo radio superior 60A-60N que se extienden parcialmente a una de las aberturas 24 radiales superiores respectivas; las partes 62A, 62B de extensión superiores del radio superior 60A-60N respectivo fijadas a la superficie interior del anillo superior 20; sin partes 62A, 62B de extensión superiores pero con el radio superior 60A-60N respectivo que se extiende a la abertura 24 radial superior respectiva; y sin partes 62A, 62B de extensión superiores pero con el radio superior 60A-60N respectivo fijado directamente al anillo superior 20 en un lugar predeterminado tal como un reborde o superficie de apoyo en o unidos al anillo superior 20.
Aunque el anillo inferior 30 se muestra y describe como que tiene las partes 62C, 62D de extensión inferiores extendiéndose a través de las aberturas 34 radiales inferiores, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que pueden emplearse otras configuraciones para fijar los radios inferiores 65A-65N al anillo inferior 30, incluidas las partes 62C, 62D de extensión inferiores del radio inferior 65A-65N respectivo que se extiende parcialmente a una de las aberturas 34 radiales inferiores respectivas; las partes 62C, 62D de extensión inferiores del radio inferior 65A-65N respectivo fijadas a la superficie interna del anillo inferior 30; sin partes 62C, 62D de extensión inferiores pero con el radio inferior 62A-65N respectivo que se extiende a la abertura 34 radial inferior respectiva; y sin partes 62C, 62D de extensión inferiores pero con el radio inferior 65A-65N respectivo fijado directamente al anillo inferior 30 en un lugar predeterminado tal como un reborde o superficie de apoyo sobre el, o unido al, anillo inferior 30.
Como se muestra en la Fig. 4A, una pluralidad de elementos 70 de soporte se fija a la parte 62A, 62B de extensión superior y a la parte 62C, 62D de extensión inferior. En una realización, un par de elementos 70 de soporte se fijan al anillo superior 20 en un área de unión de cada radio 60A-60N con el anillo superior 20; y al anillo inferior 30 en un área de unión de cada radio 6A-65N con el anillo inferior 30. En una realización, un elemento 70 de soporte está fijado al elemento 62A de extensión superior y al elemento 62C de extensión inferior y otro elemento 70 de soporte está fijado al elemento 62B de extensión superior y al elemento 62D de extensión inferior. En una realización, los elementos 70 de soporte están soldados al elemento 62A, 62B de extensión superior respectivo y a los elementos 62C, 62D de extensión inferiores. Los elementos 70 de soporte se extienden entre, y separan, el anillo superior 20 y el anillo inferior 30. Por lo tanto, los elementos 70 de soporte sostienen y soportan el peso del anillo superior 20 y transmiten la carga del peso del anillo superior 20 al anillo inferior 30. Los elementos 70 de soporte cooperan para soportar y transmitir el peso de los radios superiores 60A-N, del anillo superior 20 y del cubo superior 40 a la sección inferior 10L. En una realización, los elementos 70 de soporte están alineados sustancialmente paralelos entre sí y al eje central A. En una realización, los elementos 70 de soporte están configurados en una orientación vertical.
Como se muestra en la Fig. 9B, 9C y 9D, el anillo superior 20 y/o el anillo inferior 30 tienen una sección transversal en caja (Fig. 9D), una sección transversal en forma de C radialmente hacia adentro (Fig. 9C) y una sección transversal en forma de C que se abre radialmente hacia fuera (Fig. 9B).
Como se muestra en la Fig. 9A, uno o más de los radios superiores 60A-60N y los radios inferiores 65A-65N tienen una sección transversal en forma de caja y un perfil superior estrechado que se expande radialmente hacia fuera.
Como se muestra en las Figs.7 y 8A, el cubo superior 40 incluye un cuerpo 42 de cubo superior (p. ej., un armazón cilíndrico hueco) que tiene un patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior unido en el mismo y con una primera abertura central 47 que se extiende a través del patrón de refuerzo superior. En una realización, el patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior incluye una disposición entrecruzada de placas unidas (p. ej., soldadas) entre sí y a una superficie interior 42A del cuerpo 42 de cubo superior. El cubo superior 40 incluye una placa 44 de soporte superior que se extiende en y se une al (p. ej., soldada a un extremo 42B axial superior)cuerpo 42 de cubo superior. La placa 44 de soporte superior tiene una segunda abertura central 48 que se extiende a través de la misma. En una realización, la placa 44 de soporte superior no está fijada al patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior y, por lo tanto, permite que la placa 44 de soporte superior se flexione con respecto al cuerpo 42 de cubo superior tras la aplicación de una carga (p. ej., cargas de torsión, axiales, radiales y de desalineación transmitidas a través del cojinete superior 43) al mismo. En tal realización, como se ilustra en la Fig.8A, y para facilitar dicha flexión como se muestra mediante las líneas discontinuas 44F, la placa 44 de soporte superior está provista de características que facilitan la flexión en forma de orificios recortados 44H ilustrativos (p. ej., cuatro orificios mostrados) que forman cuatro radios 44A, 44B, 44C y 44D que de forma general se coextienden con partes paralelas adyacentes de elementos del patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior para que de este modo se soporten verticalmente. Una segunda placa 44’ de soporte puede fijarse a un extremo 42C axial inferior del cuerpo 42 de cubo superior, como se muestra en las Figs. 6A y 8A. Cuando está presente, la segunda placa 44’ de soporte proporciona una banda estructural que puede unirse de forma rígida tanto al extremo 42C axial inferior como a los extremos inferiores de los elementos individuales del patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior. La relación del diámetro externo D5 del cubo superior 40 (D5 mostrado en la Fig.7) al diámetro interior D1 del anillo superior 20 (D1 mostrado en la Fig.4A) es de entre 1 a aproximadamente 5,5 y de 1 a aproximadamente 6,5. Aunque la placa 44 de soporte superior se muestra y describe teniendo los orificios 44H y los radios 44A-D, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que la placa 44 de soporte superior puede tener más orificios y radios o puede ser maciza. La segunda placa 44’ de soporte puede configurarse de forma similar a la primera placa 44 de soporte y configurarse con los orificios y los radios o en una configuración maciza sin orificios ni radios. Aunque las características que facilitan la flexión de la placa 44 de soporte superior se muestran y describen como los orificios 44H y los radios 44A-D, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que las características que facilitan la flexión pueden tener otras configuraciones, que incluyen, aunque no de forma limitativa, hendiduras que se extiendan parcial o totalmente a través de la placa 44 de soporte superior, espesor con variaciones y no uniforme de la placa 44 de soporte superior y un conjunto de placa de soporte formado por dos o más piezas separadas.
Como se muestra en las Figs. 6A y 6B, un cojinete superior 43 (p. ej., un cojinete radial) está dispuesto en una primera área 299U de soporte del conjunto de rotor que está en la primera abertura central 47 y es accesible a través de la segunda abertura central 48. El cojinete superior 43 y la primera área 299U de soporte del conjunto de rotor están situados radialmente hacia dentro en la dirección de la flecha R20 de un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10 de soporte. El cojinete superior 43 y la primera área 299U de soporte del conjunto de rotor están situados axialmente por debajo de un límite 10Q axial superior de la sección superior 10U de la estructura 10 de soporte, en la dirección de la flecha R21, de la estructura 10P de soporte, eliminando por tanto la necesidad de un conjunto 164U, 164L de soporte horizontal central voluminoso del intercambiador giratorio de la técnica anterior mostrado en las Figs.
2 y 3. El cojinete superior 43 incluye un anillo interior 43A y un anillo exterior 43B. El anillo interior 43A y el anillo exterior 43B son concéntricos entre sí y el conjunto 80 de poste, que se extiende a través del anillo interior 43A, y a través de la primera abertura central y se fija al anillo interior 43A (p. ej., soldado, atornillado o acoplado al mismo). Por lo tanto, el eje 80U gira con el anillo interior 43A. Cada uno del anillo interior 43A y el anillo exterior 43B incluyen una rodadura 43R que se extiende circunferencialmente alrededor del mismo. Una pluralidad de elementos rodantes 43E se disponen entre el anillo interior 43A y el anillo exterior 43B en acoplamiento rodante con las rodaduras 43R. El anillo exterior 43B está en relación fija con el patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior y la placa 44 de soporte superior, como se describe en la presente memoria. Un collar 41 de bloqueo se fija (p. ej., se suelda, atornilla o acopla) al patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior y a la placa 44 de soporte superior. En una realización, el collar 41 de bloqueo se fija a la placa 44 de soporte superior en la primera abertura central 47. En una realización, el collar 41 de bloqueo también se fija a la placa 44’ de soporte superior complementaria. El collar 41 de bloqueo incluye un reborde 41L para soportar el cojinete superior 43 entre la primera abertura central 47 y la segunda abertura central 48. El reborde 41L incluye una cara axial 41F que se acopla al anillo exterior 43B desde abajo. Un manguito 43L de bloqueo fija el anillo exterior 43B al collar 41 de bloqueo. El manguito 43L de bloqueo está situado para definir una cavidad 43P de soporte del cojinete dispuesto axialmente entre el manguito 43L de bloqueo y el reborde 41L. El manguito 43L de bloqueo se fija, p. ej., se sujeta, a la placa 44 de soporte superior. El cojinete superior 43 está situado dentro de la cavidad 43P de soporte del cojinete, donde el movimiento axial del cojinete superior 43 se impide sustancialmente mediante el acoplamiento con el manguito de bloqueo 43L y el reborde 41L.
Una cubierta 49 superior extraíble está situada sobre el cojinete superior 43, sobre la primera abertura 48 central y se conecta a la placa 44 de soporte. La cubierta superior 49 extraíble incluye una parte 49B de cuerpo cilindrica que tiene una parte superior 49T, la cubierta superior 49 extraíble tiene una abertura 49P o múltiples aberturas que permiten la comunicación entre el entorno y el cojinete superior 43 sin retirar la cubierta superior 49 extraíble. La cubierta superior 49 extraíble también puede desplazarse, p. ej., retirarse, permitiendo el acceso a la segunda abertura central 48 para mantener, p. ej., lubricar y/o sustituir el cojinete superior 43. El soporte giratorio 80U se extiende a través del anillo interior 43A al conjunto 80 de poste. El soporte giratorio 80U incluye un extremo 80A que se fija (p. ej., se suelda, atornilla o acopla) a una superficie 80Y del conjunto 80 de poste.
Como se muestra en las Figs. 7 y 8B, el cubo inferior 50 incluye un cuerpo 52 de cubo inferior (p. ej., un armazón cilíndrico hueco) que tiene un patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior unido en el mismo y con una tercera abertura central 57 que se extiende a través del patrón de refuerzo inferior. En una realización, el patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior incluye una disposición entrecruzada de placas unidas (p. ej., soldadas) entre sí y a una superficie interior 52A del cuerpo 52 de cubo inferior. El cubo inferior 50 incluye una placa 54 de soporte inferior que se extiende en el, y se une al, (p. ej., se suelda a un extremo 52B axial superior) cuerpo 52 de cubo inferior. La placa 54 de soporte inferior tiene una cuarta abertura central 58 que se extiende a través de la misma. En una realización, la placa 54 de soporte inferior no se fija al patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior y, por lo tanto, permite que la placa 54 de soporte inferior se flexione con respecto al cuerpo 52 de cubo inferior tras la aplicación de una carga a la misma. En una realización, como se ilustra en la Fig. 8B y para facilitar esta flexión, la placa 54 de soporte inferior está provista de características que facilitan la flexión en forma de orificios recortados 54H ilustrativos (p. ej., se muestran cuatro orificios) que forman cuatro radios 54A, 54B, 54C y 54D que de forma general se coextienden con partes paralelas adyacentes de elementos del patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo superior para que de este modo se soporten verticalmente. En una realización, la placa 54 de soporte inferior se sujeta de forma fija (p. ej., se suelda) al patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior y, por lo tanto, proporciona rigidez al cuerpo 52 de cubo inferior tras la aplicación de una carga a la misma. Una segunda placa 54’ de soporte puede fijarse de forma fija a un extremo axial inferior 52C del cuerpo 52 de cubo inferior para añadir rigidez adicional al cuerpo 52 de cubo inferior y proporcionar un área 298A de recepción para pilares 254A u otros elementos de soporte. Aunque la placa 54 de soporte inferior se muestra y describe teniendo los orificios 54H y los radios 54A-D, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que la placa 54 de soporte inferior puede tener más orificios y radios o puede ser maciza. La segunda placa 54’ de soporte puede configurarse de forma similar a la placa 54 de soporte inferior y configurarse con los orificios y los radios o en una configuración maciza sin orificios ni radios. Aunque las características que facilitan la flexión en la placa 54 de soporte inferior se muestran y describen como los orificios 54H y los radios 54A-D, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que las características que facilitan la flexión pueden tener otras configuraciones, que incluyen, aunque no de forma limitativa, hendiduras que se extiendan parcial o totalmente a través de la placa 54 de soporte inferior, espesor con variaciones y no uniforme de la placa 54 de soporte inferior y un conjunto de placa de soporte formado por dos o más piezas separadas. La relación del diámetro exterior D6 del cubo inferior 50 (D6 mostrado en la Fig. 7) al diámetro interior D2 del anillo inferior 30 (D2 mostrado en la Fig. 4A) es de entre 1 a aproximadamente 5,5 y 1 a aproximadamente 6,5.
Como se muestra en las Figs. 6A y 10, un soporte 254 de cojinete inferior tiene una parte superior 254T y una base 254K. El cubo inferior 50 (p. ej., el segundo soporte 54') se asienta y se fija (p. ej., se suelda, atornilla o acopla) en una pluralidad de pilares 254A de soporte (se muestran cuatro pilares, por ejemplo) que se asientan y se fijan (p. ej., se sueldan, atornillan o acoplan) a la parte superior 254T del soporte 254 de cojinete inferior. Un eje o poste 80L de rotor se extiende a través del cubo inferior 50 (es decir, a través de la tercera abertura central 57 en el patrón 55A, 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior; a través de una cuarta abertura central 58 en la placa 54 de soporte inferior; y otra abertura en la segunda placa 54’ de soporte) y a través de una abertura 59Z en una carcasa 59 de cojinete inferior. El alojamiento 59 de cojinete inferior incluye paredes laterales 59Y y una cubierta 59X que tiene la abertura 59Z en la misma. El alojamiento 59 de cojinete inferior contiene y protege un cojinete 256 de empuje frente a residuos y contaminación. El alojamiento 59 de cojinete inferior se asienta en la segunda área 299L de soporte del conjunto de rotor 299L situado debajo del cubo inferior 50 (es decir, debajo de la tercera abertura central 57 en el patrón 55a , 55B, 56A, 56B de refuerzo inferior) y está fijado (p. ej., soldado, atornillado o acoplado) al soporte 254 de cojinete inferior. El eje 80L incluye un extremo 80B que está fijado (p. ej., soldado, atornillado o acoplado) a una superficie 80Z del conjunto 80 de poste de modo que el eje 80L puede girar con el conjunto 80 de poste y el soporte giratorio 80U. El soporte 254 de cojinete inferior incluye un cuerpo 254B de soporte que se extiende alrededor del mismo, tal como un cuerpo 254B de soporte de forma cilíndrica o cuadrada.
Como se muestra en las Figs. 6A y 10, el alojamiento 59 de cojinete inferior tiene el cojinete 256 de empuje montado en el mismo. El cojinete 256 de empuje incluye un anillo interior 256A con un anillo exterior 256B que se extiende circunferencialmente alrededor del mismo. El anillo interior 256A y el anillo exterior 256B incluyen una superficie de rodamiento 256R, 256R', respectivamente, que se extiende circunferencialmente alrededor del mismo. Una pluralidad de elementos rodantes 43E se disponen entre el anillo interior 256A y el anillo exterior 256B en acoplamiento rodante con las rodaduras 256R, 256R'. El anillo interior 256A está fijado (p. ej., soldado, atornillado o acoplado) a un extremo inferior 80C del eje 80L, de modo que la rotación del anillo interior 256A hace rotar al eje 80L. El anillo exterior 256B está fijado (p. ej., soldado, atornillado o acoplado) y está en relación fija con la parte superior 254T del soporte 254 de cojinete inferior.
La pluralidad de pilares 254A de soporte conectan el cubo inferior 50 al soporte 254 de cojinete inferior para distribuir el peso de la estructura 10 de soporte alrededor del cojinete 256 de empuje y mantener el cojinete 256 de empuje en alineación con el eje 80L. De forma similar, se proporciona un sistema 254F de soporte de base en una base 254K del soporte 254 de cojinete inferior para distribuir peso de la estructura 10 de soporte que está encima, transmitir el peso de la estructura de soporte a la base 254X y mantener la alineación entre el cojinete 256 de empuje y el eje 80L. Por ejemplo, el sistema 254F de soporte de base incluye placas 254P de soporte dispuestas entre la base 254K y una estructura 254H de soporte horizontal. Las placas 254P de soporte se acoplan (p. ej., se acoplan de forma deslizante o se acoplan de forma fija) con la base 254K del soporte 254 de cojinete inferior y la estructura 254H de soporte horizontal. El sistema 254F de soporte a la base también incluye una pluralidad de pilares 254G (p. ej., se muestran cuatro pilares) que se extienden entre, y sujetan de forma fija, la estructura 254H de soporte horizontal,a la base 254X. Pueden incluirse estructuras de soporte adicionales que se extiendan axial y radialmente (no mostradas) sin apartarse de las realizaciones de la presente descripción. (1) El soporte 254 de cojinete inferior; (2) el sistema 254F de soporte a la base; (3) las placas 254P de soporte; (4) el soporte 254 de cojinete inferior; (4) la estructura 254H de soporte horizontal; y (5) los pilares 254P cooperan con la segunda área 299L de recepción del conjunto de rotor para soportar de forma giratoria el conjunto 90 de rotor en la estructura 10 de soporte. La segunda área 299L de recepción del conjunto de rotor está situada radialmente hacia dentro en la dirección de la flecha R20 de un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10P de soporte. La segunda área 299L de recepción del conjunto de rotor está situada axialmente por debajo de un límite 10Q axial superior, en la dirección de la flecha R21, de la estructura 10P de soporte, por debajo de la sección superior 10U, por debajo del cubo inferior 50 y por debajo del rotor 90.
Como se muestra en las Figs. 6A y 10, el anillo inferior 30, el cubo inferior 50 y los radios inferiores 65A-65N están provistos de un sistema 254F’ de soporte axial para ayudar a soportar el peso de la estructura 10 de soporte. Por ejemplo, un elemento 254M de soporte horizontal (p. ej., una viga) se extiende radialmente desde el cubo inferior 50 al anillo inferior 30. Una placa 254R de soporte exterior se dispone y se acopla (p. ej., se acopla de forma deslizante o se acopla de forma fija) en el elemento 254M de soporte horizontal y en un área 298R de recepción en una cara inferior del anillo inferior 30. Una placa 254R’ de soporte interior que está situada radialmente hacia dentro desde la placa de soporte exterior, se dispone entre, y acopla (p. ej., se acopla de forma deslizante o se acopla de forma fija), el elemento 254M de soporte horizontal y un área 298R' de recepción en una cara inferior (p. ej., la segunda placa 54' de soporte, el extremo axial inferior 52C del cuerpo 52 del cubo inferior o el patrón 55A, 55B, 56A, 45B de refuerzo inferior) del cubo inferior 50. El elemento 254M de soporte horizontal está fijado en relación fija a la base 254X mediante los pilares 254Q y 254Q'. En una realización, una o más (es decir, al menos una) áreas 298Z de recepción de soporte adicionales están situadas en una cara inferior del uno o más (es decir, al menos uno) de los radios inferiores 65A-N para recibir un soporte 254Z estructural, mostrado en líneas discontinuas en la Fig. 6A, que se asienta en la base 254X. En una realización, las áreas 298A, 298R y/o 298R' de recepción se asientan directamente en la base 254X que está configurada con elevaciones adecuadas para acoplar las áreas 298A, 298R y/o 298R' de recepción. Como se muestra en la Fig. 6A, las áreas 298A, 298R y/o 298R' de recepción están situadas de forma sustancial radialmente hacia dentro en la dirección de la flecha R20 de un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10 de soporte.
Aunque el sistema 254F' de soporte axial se muestra y describe para una localización circunferencial (es decir, en un radio inferior 65A) con respecto a la estructura 10 de soporte, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que el sistema 254F de soporte axial puede emplearse en más de una localización circunferencial, p. ej., ubicarse en dos o más (p. ej., al menos dos) localizaciones circunferenciales, situarse en tres o más (p. ej., al menos tres) localizaciones circunferenciales, o situarse y alinearse circunferencialmente con uno o más de cada uno de los radios superiores 60A-60N y/o radios inferiores 65A-65N y acoplarse a uno o más de los radios inferiores 65A-65N o a una o más localizaciones circunferenciales en el anillo inferior 30 y/o el cubo inferior 50.
Como se muestra mejor en la Fig. 6A, toda la compilación de: (1) el soporte 254 de cojinete inferior; (2) el sistema 254F de soporte a la base; (3) las placas 254P de soporte; (4) el soporte 254 de cojinete inferior; (4) la estructura 254H de soporte horizontal; (5) los pilares 254P; (6) el sistema 254F' de soporte axial; (7) la placa 254R de soporte exterior; (8) la placa 254R' de soporte interior; (9) el elemento 254M de soporte horizontal; y (10) los pilares 254Q, 254Q' están situados radialmente hacia dentro desde un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10 de soporte como se indica mediante la flecha R20. Por lo tanto, los problemas de envolvente de espacio excesiva asociados a las estructuras de soporte externas de la técnica anterior para la instalación del precalentador convencional 100, como se describe en la presente memoria con referencia a la Fig. 3, se eliminan mediante la localización de la compilación de estructuras de soporte descritas en la presente memoria con referencia a la Fig. 6A radialmente hacia dentro desde un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10 de soporte.
Aunque se muestra la compilación de estructuras de soporte y describe que incluye: (1) el soporte 254 de cojinete inferior; (2) el sistema 254F de soporte a la base; (3) las placas 254P de soporte; (4) el soporte 254 de cojinete inferior; (4) la estructura 254H de soporte horizontal; (5) los pilares 254P; (6) el sistema 254F' de soporte axial; (7) la placa 254R de soporte exterior; (8) la placa 254R' de soporte interior; (9) el elemento 254M de soporte horizontal; y (10) los pilares 254Q, 254Q', la presente invención no está limitada en este sentido, ya que pueden emplearse otras configuraciones de la estructura de soporte situadas radialmente hacia dentro desde un límite 10P circunferencial periférico de la estructura 10 de soporte, incluyendo, aunque no de forma limitativa, una única estructura de soporte unitaria (p. ej., integral).
Con referencia ahora a las Figs. 5A, 5B y 6A, la estructura 10 de soporte soporta un conjunto 90 de rotor montado de forma giratoria en la misma. El conjunto 90 de rotor se sella a los radios superiores 60A-N con un conjunto 555 de sellado respectivo y se sella a los radios inferiores 65A-N con un conjunto 555' de sellado respectivo. Cada conjunto 555, 555' de sellado está montado en su radio 60A-N, 65A-N con una parte de sello asociada al mismo que se extiende axialmente hacia el conjunto 90 de rotor que puede girar por debajo o por encima, según sea el caso. Como se muestra en las Figs. 6A y 9A, los radios superiores 60A-N y los radios inferiores 65A-N tienen orificios 66H que se extienden a través de los mismos proporcionando cada uno acceso a uno próximo de una pluralidad de accionadores de sello (no mostrados) del conjunto 555 y 555' de sellado respectivo y que facilitan de forma ventajosa la reducción de peso sin comprometer la integridad estructural. Sin embargo, los orificios 66H se sellan para evitar fugas entre áreas FA de flujo libre adyacentes como se muestra en la Fig. 4B. El conjunto 90 de rotor tiene compartimentos 92 que se extienden radialmente y que soportan la transferencia de calor o medios reactivos 94, p. ej., láminas de transferencia de calor, placas de transferencia de calor, perlas de transferencia de calor, adsorbentes para la captura de CO2, tales como espumas reticuladas, gránulos y adsorbentes estructurados (p. ej., matrices paralelas de adsorbentes de tipo placa, adsorbentes de corto recorrido de difusión y adsorbentes de tipo placa fabricados con polvo adsorbente). Los medios 94 se apilan estrechamente en relación separada dentro de los compartimentos 92 de medios que se extienden radialmente para formar conductos entre medios 94 adyacentes. En una realización, los medios 94 son extraíbles y reemplazables en los compartimentos 92 que se extienden radialmente. Debido a que la estructura 10 de soporte según las realizaciones de la presente descripción no requiere ni incluye el voluminoso conjunto 164 de soporte horizontal central, los medios 94 están menos obstruidos y se aumenta el acceso a los medios 94. Este mayor acceso aumenta considerablemente la facilidad por la cual los medios 94 se inyectan o sitúan en los compartimentos 92 de medios, así como se mantienen y se sustituyen posteriormente. Durante el funcionamiento, el aire o el gas fluye a través de los conductos. El conjunto 90 de rotor está conectado, p. ej., soldado o fijado con pasadores, al conjunto 80 de poste en el borde interior 92E para girar con el mismo.
Con referencia de nuevo a la Fig. 6A, en una realización la estructura 10 de soporte para un intercambiador 1 de calor regenerativo giratorio incluye la sección superior 10U que incluye un anillo superior 20 que tiene una primera superficie 22 exterior vertical, un cubo superior 40 y tres o más (es decir, al menos tres) radios superiores 60A, 60B, 60C, cada uno de ellos extendiéndose entre, y fijado, en los extremos respectivos de los mismos, al anillo superior 20 y al cubo superior 40. La estructura 10 de soporte incluye una sección inferior 10L que puede ser soportada durante el uso por el sistema 254F' de soporte axial (es decir, la placa 254R de soporte exterior y la placa 254R' de soporte interior, ambas montadas en el elemento 254M de soporte horizontal que se monta y soportada en los pilares 254Q, 254Q'). La sección inferior 10L está separada de la sección superior 10U y se adapta en uso para tener compartimentos 92 del conjunto 90 de rotor alojados entre los mismos, teniendo este conjunto de rotor los postes 80U, 80L de rotor central superior e inferior montados de forma giratoria dentro de la estructura 10 de soporte y con el poste 80U de rotor superior soportado por un cojinete superior 43 montado en la estructura 10 de soporte, y un poste 80L de rotor inferior soportado por un cojinete 256 de empuje inferior. La estructura 10 de soporte incluye la pluralidad de elementos 70 de soporte (p. ej., elementos erguidos verticales de soporte), estando cada uno sujeto de forma fija directamente (Fig. 4A) o indirectamente (Fig. 11) al anillo superior 20 y la sección inferior 10L separando de este modo el anillo superior 20 del anillo inferior 30 y de la sección inferior 10U. Al menos uno de los radios superiores 60A-60N en uso tiene un conjunto 555, 555' de sellado respectivo (véase la Fig. 6A) montado en el mismo y el cubo superior 40 soporta el cojinete superior 43, de modo que los radios superiores 60A, 60B, 60C, el cubo superior 40 y los elementos 70 de soporte erguidos cooperan para proporcionar rigidez a la estructura 10 de soporte adaptada en uso para transferir cargas axiales y/o torsionales desde el cojinete superior y/o desde el conjunto de sellado a la sección inferior.
En una realización, el cubo superior 40 incluye el cuerpo 42 de cubo superior que tiene la placa 44 de soporte superior que se extiende y se une únicamente en, o adyacente a, una periferia axial del cuerpo 42 de cubo superior o a una pared circunferencialmente periférica del cuerpo 42 de cubo superior del cubo superior 40, y una segunda abertura 48 central que se extiende a través de la placa 44 de soporte superior en donde, en uso, el poste de rotor superior se extiende a través de la primera abertura central 47 dentro del cojinete superior 43 que está debajo de, y fijado a, la placa 44 de soporte superior, con la placa 44 de soporte facilitando en uso la flexión del mismo cuando las cargas axiales se transfieren del cojinete superior 43 a su periferia exterior unida.
En una realización, los extremos axialmente interiores de los radios superiores 60A, 60B, 60 están unidos de forma rígida a la periferia axial del cuerpo 40 de cubo superior y/o a parte del patrón 45A, 45B, 46A, 46B de refuerzo superior.
En una realización, el cubo inferior 50 incluye un cuerpo 52 de cubo inferior (p. ej., cuerpo cilíndrico hueco) y tiene un patrón 55A, 55B, 56A, 45B de refuerzo inferior unido al mismo con una tercera abertura central 57 que se extiende a través del patrón de refuerzo inferior, y unos extremos axialmente interiores de los radios inferiores 65A, 65B, 65) están unidos de forma rígida a la periferia axial del cuerpo 52 de cubo inferior y/o a la parte 55A, 55B, 56A, 45B del patrón de refuerzo inferior y, en uso, con el extremo inferior del poste de rotor que se extiende a través de la tercera abertura central 57 y que soportado por una carcasa 59 de cojinete inferior dispuesta debajo de, y alejado de, la estructura 10 de soporte.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a determinadas realizaciones de la misma, debe señalarse que pueden realizarse otras variaciones y modificaciones, y se pretende que las siguientes reivindicaciones cubran las variaciones y modificaciones dentro del verdadero ámbito de la invención.

Claims (21)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una estructura (10) de soporte para un intercambiador (1) de calor regenerativo giratorio, comprendiendo la estructura de soporte:
    una sección superior (10U) que comprende un anillo superior (20) que tiene una primera superficie exterior (22), un cubo superior (40) y al menos tres radios superiores (60A, 60B, 60C) que se extienden cada uno entre el anillo superior (20) y el cubo superior (40) y se fijan en los extremos respectivos de los mismos;
    una primera área (299U) de soporte del conjunto de rotor, un cojinete superior (43), una sección inferior (10L) configurada para ser soportada durante el uso por una estructura (254, 254A, 254F, 254F', 254H, 254M, 254P, 254Q, 254Q', 254R, 254R') de montaje a la base montada en una base (254X), estando separada la sección inferior (10L) de la sección superior (10U); y una pluralidad de elementos (70) de soporte, estando cada uno de la pluralidad de elementos (70) de soporte sujeto de forma fija, directa o indirectamente, al anillo superior (20) y la sección inferior (10L), creando de este modo un espacio anular (SI) entre el anillo superior (20) y la sección inferior (10L), estando configurado el espacio anular para recibir compartimentos (92) de un conjunto (90) de rotor;
    en donde el cubo superior (40), los radios superiores (60A, 60B, 60C) y los elementos (70) de soporte cooperan para proporcionar rigidez a la estructura (10) de soporte de forma que los elementos (70) de soporte cooperen para soportar y transmitir el peso de los radios superiores (60A, 60B, 60C), el anillo superior (20) y el cubo superior (40) a la sección inferior (10L),
    caracterizada por que dicha primera área (299U) de soporte del conjunto de rotor está situada de forma sustancial axialmente por debajo de un límite (10Q) axial superior del anillo superior (20) y los radios superiores (60A, 60B, 60C) de la sección superior (10U) de la estructura (10) de soporte; y dicho cojinete superior (43) está dispuesto en la primera área (299U) de soporte del conjunto de rotor;
    en donde al menos uno del anillo superior (20) y la sección inferior (10L) tiene una separación axial definida por la longitud de cada uno de la pluralidad de elementos (70) de soporte.
  2. 2. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 1, en donde la sección inferior (10L) comprende un anillo inferior (30) que tiene una segunda superficie exterior (32), un cubo inferior (50) y al menos tres radios inferiores (65A, 65B, 65C) cada uno, extendiéndose entre y fijándose a, en los extremos respectivos. al anillo inferior (30) y al cubo inferior (50).
  3. 3. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 2, en la que, entre medias de la estructura (254, 254A, 254F, 254F', 254H, 254M, 254P, 254Q, 254Q', 254R, 254R') de montaje a la base y la sección inferior (10L) está provista una pluralidad de placas (254R) de soporte exteriores dispuestas adyacentes a los extremos inferiores respectivos de uno o más de los elementos (70) de soporte erguidos y/o una pluralidad de placas (254R') de soporte interiores dispuestas debajo de las partes de extremos axialmente interiores de uno o más de los radios inferiores (65A, 65B, 65C) y/o debajo del cubo inferior (50).
  4. 4. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de la pluralidad de elementos (70) de soporte comprende un puntal, una varilla, una viga o un canal.
  5. 5. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el anillo superior (20) comprende al menos una abertura radial superior (24) que se extiende a través del mismo y una parte (62A, 62B) de extensión superior del al menos uno de los radios superiores (60A, 60B, 60C) se extiende a través de una abertura radial superior (24) respectiva.
  6. 6. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde el anillo inferior (30) comprende al menos una abertura radial inferior (34) que se extiende a través del mismo y una parte de extensión inferior del al menos uno de los radios inferiores (65A, 65B, 65C) se extiende a través de una abertura radial inferior (34) respectiva.
  7. 7. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en donde el al menos un elemento (70) de soporte está fijado a, al menos, una de la parte (62A, 62B) de extensión superior y la parte de extensión inferior.
  8. 8. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde un par de elementos (70) de soporte están fijados al anillo superior (20) en una unión de cada uno de los radios superiores (60A, 60B, 60C) con el anillo superior (20) y al anillo inferior (30) en una unión de cada uno de los radios inferiores (65A, 65B, 65C) con el anillo inferior (30).
  9. 9. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno del anillo superior (20) y el anillo inferior (30) tiene al menos una de una sección transversal en caja, una sección transversal en forma de C de abertura radialmente hacia dentro y una sección transversal en forma de C de abertura radialmente hacia fuera.
  10. 10. La estructura (10) de soporte de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en donde al menos uno de los radios superiores (60A, 60B, 60C) y los radios inferiores (65A, 65B, 65C) tiene al menos uno de una sección transversal en forma de caja y un perfil superior estrechado que se expande radialmente hacia afuera.
  11. 11. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cubo superior (40) comprende un cuerpo (42) de cubo superior que tiene un patrón (45A, 45B, 46A, 46B) de refuerzo superior unido por dentro a una superficie interior (42A) de una pared periférica circunferencial del mismo con una primera abertura central (47) que se extiende a través del patrón de refuerzo superior.
  12. 12. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el cubo superior (40) comprende un cuerpo (42) de cubo superior que tiene una placa (44) de soporte superior que se extiende y se une únicamente en, o es adyacente a, una periferia axial del cuerpo (42) de cubo superior o a una pared circunferencialmente periférica del cuerpo (42) de cubo superior del cubo superior (40), y una segunda abertura central (48) que se extiende a través de la placa (44) de soporte superior, teniendo la placa (44) de soporte superior características (44H, 44A-D) que facilitan la flexión configuradas para hacer que la placa (44) de soporte superior se flexione en respuesta a cargas aplicadas a la misma.
  13. 13. La estructura (10) de soporte de las reivindicaciones 11 y 12, en donde al menos uno de:
    (a) los extremos axialmente internos de los radios superiores (60A, 60B, 60C) están unidos de forma rígida a, al menos, uno de:
    la periferia axial del cuerpo (42) de cubo superior; y
    parte del patrón (45A, 45B, 46A, 46B) de refuerzo superior; y
    (b) el cubo inferior (50) comprende un cuerpo (52) de cubo inferior que tiene un patrón (55A, 55B, 56A, 56B) de refuerzo inferior unido al mismo con una tercera abertura central (57) que se extiende a través del patrón de refuerzo inferior, y los extremos axialmente internos de los radios inferiores (65A, 65B, 65C) están unidos de forma rígida a al menos uno de:
    una periferia axial del cuerpo (52) de cubo inferior; y
    una parte del patrón (55A, 55B, 56A, 45B) de refuerzo inferior
  14. 14. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13, en donde el cubo inferior (50) comprende un cuerpo (52) de cubo inferior que tiene una placa (54) de soporte inferior que se extiende en el, y se une al, cuerpo de cubo inferior, y una cuarta abertura central (58) que se extiende a través de la placa de soporte inferior.
  15. 15. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada uno de los radios superiores (60A, 60B, 60C) del anillo superior (20) está adaptado para tener montado en el mismo un conjunto (555) de sellado que, durante el uso, sella de forma operativa e intermitente un conjunto (90) de rotor al mismo.
  16. 16. La estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones 2-14, en donde cada uno de los radios inferiores (65A, 65B, 65C) del anillo inferior (30) está adaptado para tener montado en el mismo un conjunto (555') de sellado que, durante el uso, sella de forma operativa e intermitente un conjunto (90) de rotor al mismo.
  17. 17. Un intercambiador (1) de calor regenerativo giratorio que comprende:
    una estructura (10) de soporte de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores; un conjunto (90) de rotor montado de manera giratoria en la estructura (10) de soporte;
    en donde la estructura (10) de soporte comprende al menos uno de:
    (a) áreas (298R, 298R', 298A) de recepción de soportes de base configuradas para recibir la estructura (254, 254A, 254F, 254F', 254H, 254M, 254P, 254Q, 254Q', 254R, 254R') de montaje a la base, estando situadas sustancialmente todas las áreas (298R, 298R', 298A) de recepción de soportes a la base de forma sustancial radialmente hacia dentro de un límite (10P) circunferencial periférico de la estructura (10) de soporte; y
    (b) una segunda área (299L) de soporte del conjunto de rotor situada de forma sustancial axialmente por debajo de un límite (10Q) axial superior de la sección superior (10U) de la estructura (10) de soporte.
  18. 18. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 2, en donde el anillo superior (20) tiene un primer espesor axial (T1) y el anillo inferior (30) tiene un segundo espesor axial (T2), definiendo una combinación del primer espesor (T1), el espacio anular (S1) y el segundo espesor (T2) un espesor axial global (T3) de la estructura (10) de soporte.
  19. 19. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 18, que comprende además una relación del espesor axial global (T3) al espacio anular (S1) que es de entre 1 a aproximadamente 2 y 3 a aproximadamente 2.
  20. 20. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 18, que comprende además una relación del espacio anular (S1) a uno del primer espesor axial (T1) o el segundo espesor axial (T2) que es de entre aproximadamente 1 a 1 y aproximadamente 3 a 1.
  21. 21. La estructura (10) de soporte de la reivindicación 18, en donde el anillo superior (20) tiene un primer diámetro exterior (D3) y el anillo inferior (30) tiene un segundo diámetro exterior (D4), siendo el primer diámetro exterior (D3) sustancialmente igual al segundo diámetro exterior (D4), y
    en donde una relación del primer o el segundo diámetro exterior (D3, D4) al espesor axial global (T3) es de entre aproximadamente 3 a 1 y aproximadamente 7 a 1.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230280100A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-07 L & M Radiator, Inc. Radiator Assembly with Multiple Fans
GB2619935A (en) * 2022-06-21 2023-12-27 Arvos Ljungstrom Llc Rotary regenerative machine structure

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB649265A (en) * 1947-11-21 1951-01-24 Rolls Royce Improvements relating to heat exchanging apparatus for gaseous media
FR1054037A (fr) * 1950-11-24 1954-02-08 Ljungstroms Angturbin Ab Pré-chauffeur d'air, rotatif, régénérateur, à surfaces d'écoulement différentes
US3088518A (en) * 1960-10-25 1963-05-07 Combustion Eng Differential temperature compensator for radial seals
US3267562A (en) * 1963-04-29 1966-08-23 Air Preheater Rotor assembly
AT315344B (de) * 1972-07-03 1974-05-27 Simmering Graz Pauker Ag Wärmetauscheraufbau
US4063587A (en) * 1977-06-06 1977-12-20 The Air Preheater Company, Inc. Rotor construction
US4124063A (en) * 1977-08-19 1978-11-07 The Air Preheater Company, Inc. Sector plate
JPS5818090A (ja) * 1981-07-25 1983-02-02 Seibu Giken:Kk ロ−タリ−型熱交換器
US4960166A (en) * 1989-07-31 1990-10-02 Hirt Combustion Engineers Rotary heat wheel structure and method
US5655594A (en) * 1995-09-15 1997-08-12 Abb Air Preheater, Inc. Rotary regenerative heat exchanger
US5628360A (en) * 1996-02-21 1997-05-13 Abb Air Preheater, Inc. Adjustable axial seal plates for rotary regenerative air preheaters
FR2774464B1 (fr) * 1998-02-02 2000-04-07 Gec Alsthom Stein Ind Systeme de reduction des fuites radiales dans un rechauffeur d'air regeneratif pour equipement thermique
JP2000199695A (ja) * 1998-12-28 2000-07-18 Abb Kk 回転再生式熱交換器
US6260607B1 (en) * 1999-09-20 2001-07-17 Abb Air Preheater, Inc. Air preheater sector plate drive
US6237674B1 (en) * 2000-09-21 2001-05-29 Alstom Power N.V. Spoked support ring for air preheater housing

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