JP2754187B2 - 回転再生式熱交換器用ロータ組立体 - Google Patents

回転再生式熱交換器用ロータ組立体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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し
て位置決めする装置の改良に関する。
【０００２】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。
【０００３】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
ロータが垂直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又は外側シェル
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。
【０００４】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。
【０００５】しかして、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（ダクト端）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。また、各バスケットのまわりに空気
（冷たいガス）及び煙道ガス（熱いガス）のバイパスを
許す隙間が存在し、このため熱効率が減少する。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、以上述べた従来技術の課題を
解決するためになされたもので、回転再生式熱交換器に
おける熱交換バスケットを支持して位置決めする新規な
装置を提供するものである。すなわち、本発明によれ
ば、ロータは、バスケットの装填及び取出しをロータの
頂部端（ダクト端）を通して軸方向に行うのではなく
て、ロータの側部を通して半径方向に行うことができる
ような構成とされている。バスケットは、各扇形区画室
すなわち各セクター内に位置されて支持される。バスケ
ットは、また、仕切り板間の支持体として機能してロー
タ構造体を補強する働きをなすと共に、バイパス隙間を
減少させる。更に詳細に述べれば、バスケットはロータ
の各端における仕切り板間に固定されている格子上に支
持される。また、各ロータセクターの扇形のテーパ角度
は各バスケットの扇形のテーパ角度よりも小さく、その
結果各バスケットの内側端が仕切り板に接触する前に、
各バスケットの外側端が仕切り板に接触することができ
る。
【０００７】
【好適な実施例の説明】以下添付図面を参照して、本発
明の好適な実施例について詳細に説明する。
【０００８】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３
０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。
【０００９】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、支持格子４０が設けられて
いる。これらの支持格子４０は、複数の部材４２から形
成され、通常トラスの様な構造体とされる。すなわち、
設計上バスケットを支持する構造としては、通常、適当
に所望されるトラスの構造体が用いられる。そして、ト
ラス構造体の支持格子４０は例えば溶接によって仕切り
板３４に取付けられる。従来と同じように、各セクター
内には複数の格子が高さを異にして設けられている。
【００１０】本発明のバスケットは、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
に配置される。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。そし
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。
【００１１】図３は、図２に示したロータの同じ部分を
断面にして示す平面図であるが、バスケット２２が格子
４０（図２は示されているが、図３には示されていな
い）の適所に載っている状態を示す。勿論、従来と同じ
ように、通常各セクター内には複数の格子及びモジュー
ル型バスケットが高さを異にして設けられる。図３に見
ることができるように、モジュール型バスケット２２は
セクター２０の扇形のテ ーパ角度よりも大きいテーパ角
度の扇形に構成されている。これは図４により一層明確
に示されており、図４はセクター２０の扇形のテーパ角
度Ａ°と各バスケット２２の扇形のテーパ角度Ｂ°との
間の角度関係を示す拡大図である。セクター２０の扇形
のテーパ角度Ａ°は各バスケット２２の扇形のテーパ角
度Ｂ°よりも小さいので、バスケット２２をロータ内の
所定位置、すなわちバスケット２２の外側角部４４が仕
切り板３４に係合するが、バスケット２２の内側角部４
６が仕切り板３４からまだ間隔を置いている位置にまで
容易に挿入することができる。このような扇形のテーパ
角度の差によって、バスケット２２の外側端が仕切り板
３４に接触する前に、バスケット２２の内側端が仕切り
板３４に接触することが防止される。ロータ用セクター
の扇形のテーパ角度Ａ°は約７．５°から３０°までの
範囲で変えることができるが、しかし、バスケットの扇
形のテーパ角度Ｂ°はいかなる場合であってもセクター
の扇形のテーパ角度Ａ°よりもほぼ０．２°〜０．６°
大きい範囲とされる。そして、バスケットの内外側間距
離を調整するに加えて、製作工程中適当な固定具を用い
てバスケットの外側長さを正確に設定することにより、
各バスケットをセクター内の所定位置に１つのバスケッ
トの外側端とその次のバスケットの隣接する内側端との
間の半径方向隙間を小さくして又はなくして正確に入れ
ることができる。また、バスケットの外側角部が仕切り
板に係合し、かつバスケットとセクターとの間のテーパ
角度の差が小さいので、非常に小さい横隙間が形成され
るだけである。そして、総合効果として、バスケットを
バイパスする隙間を通しての総流れ面積が、従来の端
（ダクト）取外しバスケットの場合に存在する隙間流れ
面積よりも十分に減少されることである。また、バスケ
ットは仕切り板に係合するので、バスケットは仕切り板
間の支持体として働く。
【００１２】また、バスケットは、その外側角部が仕切
り板に接触するまで押されることによってロータの側部
から順次挿入される。それから、バスケットは少なくと
も最も外側のバスケットが仕切り板に適当にピン止めさ
れることによって、適所に固定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した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】図１の空気予熱器のロータの一部分を断面にし
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】図１の空気予熱器のロータの、図２に示された
同じ部分を断面にして示す平面図であって、支持格子上
に載っているバスケットを示す。
【図４】バスケットとこれらのバスケットが収容される
セクターとの扇形のテーパ角度の関係を示す拡大図であ
る。
【符号の説明】
１２ ハウジング １４ ロータ １６ 駆動垂直軸 １８ 回転方向矢印 ２０ セクター（扇形区画室） ２２ バスケット ２４ セクター板 ２６ ガス入口ダクト ２８ ガス出口ダクト ３０ 空気入口ダクト ３２ 空気出口ダクト ３４ 仕切り板 ３６ ロータの中央部分 ３８ ロータシェル ４０ 支持格子 ４２ 格子構成部材 ４４ バスケットの外側角部 ４６ バスケットの内側角部 Ａ° セクターの扇形のテーパ角度 Ｂ° バスケットの扇形のテーパ角度

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】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、中央部分、頂部
    及び底部を有するロータ組立体において、 ａ）円筒形の外側ロータシェルと、 ｂ）ロータ組立体内をその中央部分から前記外側ロータ
    シェルまでその頂部から底部にわたって半径方向に延び
    て、ロータ組立体を複数の扇形区画室に分割すると共
    に、互いに所定の角度で延びて前記扇形区画室をテーパ
    角度（Ａ）でテーパする複数の仕切り板と、 ｃ）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、 ｄ）前記扇形区画室のテーパ角度（Ａ）よりも大きいテ
    ーパ角度（Ｂ）でテーパされた扇形に構成され、ロータ
    組立体の頂部からではなくてその側部から挿入されて、
    半径方向において互いに隣接して各支持格子上に支持さ
    れると共に、前記中央部分から前記外側ロータシェルま
    で延びる複数の扇形の熱交換バスケットと、 を包含することを特徴とするロータ組立体。
  2. 【請求項２】請求項１記載のロータ組立体において、前
    記バスケットの扇形のテーパ角度（Ｂ）が前記扇形区画
    室のテーパ角度（Ａ）よりも０．２°ないし０．６°大
    きい、ロータ組立体。
  3. 【請求項３】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られ、中央部分を有
    するロータ組立体において、 ａ）円筒形の外側ロータシェルと、 ｂ）ロータ組立体内をその中央部分から前記外側ロータ
    シェルまで半径方向に延びて、ロータ組立体を複数の扇
    形区画室に分割すると共に、互いに所定の角度で延びて
    前記扇形区画室をテーパ角度（Ａ）でテーパする複数の
    仕切り板と、 ｃ）前記扇形区画室のテーパ角度（Ａ）よりも大きいテ
    ーパ角度（Ｂ）でテーパされた扇形に構成され、ロータ
    組立体の頂部からではなくてその側部から挿入されて前
    記扇形区画室内に設置され、前記中央部分から前記外側
    ロータシェルまで延びる複数の扇形の熱交換バスケット
    と、 を包含することを特徴とするロータ組立体。
  4. 【請求項４】請求項３記載のロータ組立体において、前
    記バスケットの扇形のテーパ角度（Ｂ）が前記扇形区画
    室のテーパ角度（Ａ）よりも０．２°ないし０．６°大
    きい、ロータ組立体。
JP7300476A 1994-10-28 1995-10-26 回転再生式熱交換器用ロータ組立体 Expired - Lifetime JP2754187B2 (ja)

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US08/330,923 1994-10-28
US8/330,923 1994-10-28
US08/330,923 US5485877A (en) 1994-10-28 1994-10-28 Rotary regenerative heat exchanger

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JPH08210791A JPH08210791A (ja) 1996-08-20
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