JP2655523B2

JP2655523B2 - 回転再生式熱交換器

Info

Publication number: JP2655523B2
Application number: JP8506500A
Authority: JP
Inventors: マークユーゼーンブロフィ; ウエインスタンレーカウンターマン
Original assignee: EE BII BII EA PUREHIITAA Inc
Current assignee: EE BII BII EA PUREHIITAA Inc
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: US5456310A; JPH08510050A; WO1996004518A1

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は、回転再生式熱交換器に関し、より詳細に
は、モジュール型熱交換バスケットを支持すると共に二
重の半径方向シールを提供する装置の改良に関する。

回転再生式熱交換器は、例えば煙道ガス流れのような
熱い一方のガス流れから例えば燃焼用空気のような冷た
い他方のガス流れに熱を伝達するのに用いられている。
このような回転再生式熱交換器におけるロータは多数の
熱吸収材料を収容し、これらの熱吸収材料は最初に熱い
ガス流れ用通路内に位置され、ここで熱いガス流れの熱
が熱吸収材料によって吸収される。それから、ロータが
回転すると、熱吸収材料は冷たいガス流れ用通路に入
り、ここで熱が熱吸収材料から冷たいガス流れに伝達さ
れる。

そして、例えば回転再生式空気予熱器のような典型的
な回転再生式熱交換器においては、円筒形のロータが中
央ロータ柱に取付けられている。このロータは、中央ロ
ータ柱からロータの外周シェルまで延びる複数の半径方
向仕切り板によって複数の扇形区画室に分割されてい
る。これらの扇形区画室すなわちセクターには、複数の
モジュール型熱交換バスケットが装填されている。そし
て、これらの熱交換バスケットは一般には積重ねた板の
様な要素から成る多数の熱吸収材料を収容している。

また、ロータはハウジングにより囲繞されている。そ
して、ロータの両端は、熱いガス入口ダクトと冷たいガ
ス出口ダクトとの間及び熱いガス出口ダクトと冷たいガ
ス入口ダクトとの間にそれぞれ設けられてハウジングを
熱いガス側と冷たいガス側とに分割するセクター板によ
って部分的に覆われている。更に、熱交換器の作動効率
を改善するために、従来から、ロータの両端にそれぞれ
半径方向シールと称されているシールを設けることが行
われており、これらのシールはセクター板に近接して設
けられ、ロータの両端における熱いガス側と冷たいガス
側との間のガス流れを最少にする。これらのシールは、
通常、仕切り板の縁に設けられている。そして、しばし
ば、二重のシールすなわちいつもセクター板に係合する
２つの間隔を置いたシールを設けることが望まれてい
る。しかしながら、このような二重シールを設けるに
は、ひとつのセクターを他の隣接するセクターから隔離
すると共にシールが取付けられる仕切り板を非常に多数
使用することが必要とされる。例えば、仕切り板の数を
２倍にしなければならず、これによりロータの重量が相
当重くなると共にロータのコストもかなり高くなる。

また、従来のモジュール型熱交換バスケットは、開口
フレームを包含し、開口のない連続した側壁を有してい
ない。そして、これらのバスケットはロータ内にその頂
部端から装填され、また、ステープレートが半径方向に
おいて隣接するバスケット間に設置されて、これらのバ
スケットを支持する。この場合、バスケットをロータ内
に自由に入れることができるようにするためには、バス
ケットを仕切り板とステープレートとにより形成された
区画室よりも小さなものにする必要があり、その結果隙
間が生じてしまう。したがって、必要熱交換表面を得る
ためには、正面面積をその隙間分だけ大きくしなければ
ならず、それ故大型のロータになってしまう。

発明の概要本発明は、半径方向仕切り板の数を多くする必要なし
により多くの数の半径方向シールを設けることができる
ように回転再生式熱交換器の熱交換バスケットを支持す
る新規な装置に関する。すなわち、本発明によれば、フ
ルラッパー（full−wrapper）型の熱交換バスケット
が、ロータの両端の各々の仕切り板間及びバスケットの
層間に固定されている格子により支持されている。そし
て、各格子はバスケットの各層間を密封すると共にセク
ター板と協同してシールを形成する半径方向シールを具
備する。このような構成により、より多くのシールが仕
切り板を追加する必要なしに提供され、セクター板と協
同する二重シールを設けることがより一層実行可能とな
る。

図面の簡単な説明図１は、本発明を適用する回転再生式空気予熱器を、
一部断面にして示す斜視図である。

図２は、該空気予熱器のロータの一部分の断面にして
示す平面図であって、仕切り板間に設けられている支持
格子を示している。

図３は、図２の３−３線に沿って、ひとつのセクター
の一部分を示す断面図である。

好適な実施例の説明図面の図１は、典型的な回転再生式空気予熱器又は空
気加熱器を一部断面にして示す斜視図である。この空気
予熱器はハウジング12を包含し、このハウジング12の中
にはロータ14が矢印18により示される方向に回転できる
よう駆動軸又は柱16に取付けられている。ロータ14は複
数の扇形区画室すなわちセクター20から成っており、各
セクター20は多数のモジュール型バスケット22を収容す
ると共に、各セクター20は仕切り板34によって限定され
ている。各バスケット22は、熱交換表面を収容する。ハ
ウジング12の頂部は、流体流れを通さないセクター板24
によって煙道ガス側と空気側とに分割されている。ま
た、図１に示したセクター板24と対応する他のセクター
板がハウジング12の底部に設置されている。熱い煙道ガ
スは、ガス入口ダクト26を通して空気予熱器内に入り、
それからロータ14を通して流れるときに熱をロータ14に
伝達し、その後ガス出口ダクト28を通して出る。煙道ガ
スの流れと反対方向に流れる空気は、空気入口ダクト30
を通して空気予熱器内に入り、それからロータ14を通し
て流れるときに熱をロータ14から奪い取り、その後空気
出口ダクト32を通して出る。

次に図２を参照するに、図２はロータの一部分を断面
にして示す平面図であって、ロータの中央部分36とロー
タシェル38との間を半径方向に延びている仕切り板34が
断面で示されている。この図２は、モジュール型バスケ
ットが取付けられる前の状態を示している。仕切り板34
間には、本発明の支持格子40が設けられている。この図
２に示されているように、支持格子40はサイドバー又は
レール42と、中央バー44と、種々のクロス部材46とを包
含するトラス構造体である。すなわち、設計上バスケッ
トの荷重を支持する構造としては、適当に所望されるト
ラスの構造体が用いられる。

図３に示されるように、支持格子40は、バスケット22
の頂部及び底部（図示せず）に加えて、バスケット22の
各層間にも設けられている。支持格子40は、例えば溶接
によって仕切り板34に取付けられる。

各支持格子40の中央バー44の頂部及び底部にはそれぞ
れシール48が取付けられており、これらのシール48は中
央バー44に沿って半径方向に延びている。図３に示され
るように、これらの半径方向シール48は隣接するバスケ
ット22間の空間に延びている。

本発明で用いられるバスケットは、フルラッパー型で
ある。フルラッパー型のバスケットとは、各々独立する
バスケットのすべての側部が開口のない連続した金属シ
ートで覆われており、ただ頂部端及び底部端のみが流体
流れのために開口されているバスケットのことを言う。
そして、このようなフルラッパー型バスケットと、円周
方向において隣接する２つのバスケット間に設けられて
これらフルラッパー型バスケットと協同する半径方向シ
ールとの組合せにより、隣接するセクター間の横又は円
周方向の流体流れを防止する。図３に容易に見ることが
できるよう、従来の方法で要求される仕切り板34の数の
半分でもって、有効なシールが設けられる。そして、半
数の仕切り板を省略することにより、ロータの重さがか
なり減少される。

本発明の他の態様によれば、バスケットはロータの頂
部端からではなくて、ロータの周囲部の側部を通してロ
ータの中に入れられる。前述したように、バスケットを
ロータの頂部端から装填するときには、十分大きな隙間
を設けなければならず、このためステープレートを半径
方向において隣接するバスケット間に設置してこれらの
バスケットを適所に保持するようにしなければならな
い。そいて、各バスケットのまわりに隙間があるという
ことは、一定の大きさの熱交換表面と適合するために空
気予熱器に追加の正面（端）面積を要求することを意味
する。これに対し、バスケットをロータの側部から装填
するときには、非常に小さな隙間が必要とされるだけで
あり、バスケットをセクター内に互いに緊密に入れるこ
とができ、その結果大きな隙間は除去される。そして、
これにより、ステープレートを設ける必要がなくなると
共に、特定の大きさの熱交換表面のために必要とされる
空気予熱器の所要正面面積が減少される。

図３は、また、本発明の更に他の態様による二重シー
リングを示している。すなわち、ロータの頂部端及び底
部端（図示せず）における半径方向シール48には密封ス
トリップ50が取付けられており、これらの密封ストリッ
プ50は半径方向シール48の全体長さに延びている。

また、他の密封ストリップ52が仕切り板34の頂部縁及
び底部縁（図示せず）に取付けられている。以上述べた
密封ストリップ50及び52は、ともに、フレキシブルな部
材から成り、セクター板24と協同してシールを形成し、
空気予熱器のガス側と空気側との間の流体流れを最少に
する。図３に見ることができるように、これら密封スト
リップの少なくとも２つがいつもセクター板24に係合
し、これにより空気予熱器のガス側と空気側との間に密
封プレナムを作る。なお、使用し得る密封ストリップの
一例が米国特許第4,593,750号明細書に記載されてい
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータを囲繞する円筒形のハウジングと、
この円筒形のハウジングの両端にそれぞれ設けられ、前
記ハウジングの両端の各々で流れ入口開口と出口開口と
の間に位置する流れ遮断部分を形成するセクター板とを
包含する立軸型の回転再生式熱交換器用であって、軸方
向に延びるロータ軸に取付けられるロータ組立体におい
て、 a.ロータ組立体内をロータの中央部から外周部までその
頂部から底部にわたって半径方向に延びて、前記ロータ
を複数の扇形区画室に分割する複数の仕切り板と、 b.これらの仕切り板間に取付けられて各扇形区画室内に
設けられ、流体が軸方向へ通過して流れるのを許容する
開放構造体である、複数の軸方向に間隔を置いて水平に
延びる支持格子と、 c.複数のフルラッパー型熱交換バスケットであって、互
いに円周方向において隣接して配置されている少なくと
も２つのバスケットが各支持格子により支持されている
バスケットと、 d.前記支持格子に取付けられ、前記円周方向において隣
接する２つのバスケット間を軸方向に延びて流体流れシ
ールを形成し、前記バスケットを通しての流体の軸方向
流れを維持して円周方向の流体流れを最少にする半径方
向シール手段と、を包含することを特徴とするロータ組立体。
【請求項２】請求項１記載のロータ組立体において、前
記複数の軸方向に間隔を置いて水平に延びる支持格子
が、各扇形区画室の軸方向両端に設けられた支持格子
と、これら軸方向両端の支持格子間に設けられた支持格
子を包含してなる、ロータ組立体。
【請求項３】請求項２記載のロータ組立体において、前
記軸方向両端の支持格子が、軸方向外側に延びて前記セ
クター板と協同して密封し、円周方向の流体流れを最少
にする半径方向シール手段を備えている、ロータ組立
体。
【請求項４】請求項１記載のロータ組立体において、前
記支持格子の各々が前記仕切り板間の中間に設けられて
半径方向に延びる格子部材を包含し、この半径方向に延
びる格子部材に前記半径方向シール手段が取付けられて
いる、ロータ組立体。
【請求項５】請求項４記載のロータ組立体において、前
記半径方向シール手段が前記半径方向に延びる格子部材
の各々の頂部及び底部の両方に取付けられている、ロー
タ組立体。