JP2782018B2 - ３区画型空気予熱器用のセクタ板及びシール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、二重半径方向シールを用いる３区画型の回
転再生式空気予熱器に関し、更に詳細には、空気予熱器
を３つのセクタ部に分割する３つのセクタ板の配置及び
寸法に関する。

微粉炭燃焼は、例えば事業用蒸気発生器のような大型
の蒸気発生器において石炭を燃焼するために最も広く用
いられている方法である。この微粉炭燃焼は、通常、粉
砕機において石炭を乾燥させ、また級別し、更には搬送
する空気を用いる。粉砕機へ供給される空気は一次空気
と称され、一方残りの燃焼用空気は二次空気と称されて
いる。そして、通常は、着火を行う前に石炭を乾燥する
ことが要求され、この石炭の乾燥は高温の一次空気を用
いて行い、この高温の一次空気はそれから乾燥した微粉
炭を炉に搬送する。

３区画型の空気予熱器は、特に低温一次空気ファンの
使用が所望されている大型の石炭燃焼ボイラにおいて用
いられている。そして、この空気予熱器は空気予熱器の
空気側を２つのセクタ部に分割し、高圧の一次空気が単
一の空気予熱器内において二次空気と一緒に加熱される
ように設計されている。

また、煙道ガスが空気に混合するのを防止するために
シール装置を空気予熱器内に設けることはよく知られて
いる。これらのシール装置は、ロータとハウジングとの
間においてロータの外周まわりに設けられた複数の軸方
向シールと、ロータ内に複数のコンパートメントを形成
する複数の半径方向に延びる仕切りの上下縁に沿って延
びる複数の半径方向シールとを包含する。そして、これ
ら仕切りの上下縁に沿う半径方向シールが、空気予熱器
を煙道ガス、一次空気及び二次空気用の３つのセクタ部
に分割している３つのセクタ板をぬぐうのである。この
ように、これらの半径方向シールがセクタ板と係合する
ことにより、漏洩、それ故ガスと空気との混合を最小に
する。

以上述べた漏洩を実際上小さく維持するために、二重
シール装置を設けることが普通である。この二重シール
装置においては、３つのセクタ板の各寸法は２つのロー
タコンパートメントの寸法に等しく、したがって２つの
隣接する、半径方向に延びるロータコンパートメント仕
切り（隔壁）に設けられた半径方向シールは、同時にひ
とつのセクタ板に係合する。このような二重シール装置
は、セクタ板の寸法がひとつのロータコンパートメント
の寸法に等しいことが要求される一重シール装置とは著
しく相違している。しかしながら、このような二重シー
ル装置は、３つのセクタ板が空気予熱器を通しての流れ
面積のかなりの割合を占めて、遮断するという問題があ
る。すなわち、二重シール装置における各セクタ板は、
一重シール装置における各セクタ板よりも流れ面積を２
倍広く遮断する。これは、空気予熱器を通しての圧力効
果が増大されること、したがって空気予熱器の寸法を増
大させる必要があることを意味する。

発明の概要 本発明は、煙道ガス用セクタ部と一次空気用セクタ部
及び二次空気用セクタ部との間にそれぞれ設けた二重半
径方向シールと、一次空気用セクタ部と二次空気用セク
タ部との間に設けた一重半径方向シールとを包含する、
３区画型の空気予熱器を提供するものである。更に詳細
には、煙道ガス用セクタ部と一次空気用セクタ部及び二
次空気用セクタ部との間の２つのセクタ板の各寸法は２
つのロータコンパートメントの寸法に等しく、これによ
り二重シールを形成するのに対し、一次空気用セクタ部
と二次空気用セクタ部との間のセクタ板の寸法はひとつ
のロータコンパートメントの寸法に等しく、これにより
一重シールを形成する。

図面の簡単な説明 図１は、粉砕機及び３区画型空気予熱器システムを略
図的に示す図である。

図２は、本発明による３区画型の回転再生式空気予熱
器の概略斜視図であって、３つの上部セクタ板を示すよ
うに切断している。

図３は、二重半径方向シールを有する従来技術の３区
画型空気予熱器のロータを簡略にして示す図である。

図４は、図３と同様な図であるが、しかし本発明のセ
クタ板配置を示す。

図５は、二重シール装置を示すロータの一部分とセク
タ板の断面図である。

図６は、本発明の実施例による軸方向シール装置を示
す空気予熱器の一部分の平面図である。

好適な実施例の説明 図面の図１は、３区画型空気予熱器14と結合する石炭
粉砕機12の概略的な配置を示す。石炭は供給ライン16か
ら粉砕機12に供給され、ここで粉砕された石炭はライン
18を通して蒸気発生器又は炉（図示せず）の複数の石炭
ノズルに供給される。そして、蒸気発生器又は炉からの
煙道ガスはダクト20を通して空気予熱器14に供給され、
ここで冷却された後煙突に供給される。一次燃焼用空気
はブロア22によって供給され、この一次空気の少なくと
も一部分が空気予熱器14の３つのセクタ部のうちのひと
つに供給され、ここで煙道ガスによって加熱される。こ
の加熱された一次空気は、それから、ダクト24を通して
流れ、ダクト26からの加熱されていない一次空気に混合
されて、ダクト28内に最終的な一次空気流れを生成し、
この一次空気流れが粉砕機12に供給される。この一次空
気は、粉砕機内で石炭を乾燥させ、また粉炭を級別する
ものを助け、更に粉炭を蒸気発生器又は炉に搬送する。
二次燃焼用空気は、ブロア30によって空気予熱器14の他
のひとつのセクタ部に供給され、ここで煙道ガスによっ
て加熱され、それから、蒸気発生器又は炉に直接供給さ
れる。以上述べた石炭粉砕機及び蒸気発生器又は炉と結
合する３区画型空気予熱器の配置及び作動は、すべて従
来の方法によるものである。

次に、図２は本発明にしたがって構成された空気予熱
器14の斜視図である。空気予熱器14はロータハウジング
32を包含し、このハウジング32内にロータ34が設けられ
ている。従来と同様に、ロータ34は多数の熱交換要素を
収容し、これらの熱交換要素はガス流れ36から熱を吸収
し、それからこの熱を入来する空気流れ38に伝達する。
ロータ34の回転方向は、矢印40によって示されている。
ロータ34の内部は、本発明を一層明確に示すためにこの
図２には示されていないが、ロータ34の内部には熱交換
要素のための複数のコンパートメントを形成する複数の
半径方向仕切り又は隔壁と、後述する複数の半径方向シ
ールとが設けられているものである。

ロータハウジング32は、３つのセクタ板42,44及び46
によって３つのセクタ部に分割されている。これらのセ
クタ板42,44及び46と対応する他の３つのセクタ板が、
ロータ34の底部側に設けられている。前述した３つのセ
クタ部とは、煙道ガス用セクタ部48、一次空気用セクタ
部50及び二次空気用セクタ部52である。高温の煙道ガス
36は、接続ダクト54（図２には一部破断して示されてい
る）によりセクタ部48内に向けられて、このセクタ部48
を通して下向きに流れ、ロータコンパートメント内の熱
交換要素又は熱伝達表面に熱を伝達し、それからダクト
コネクタ56を通して流れ出る。この熱を伝達された高温
の熱伝達表面がそれから一次空気用セクタ部50及び二次
空気用セクタ部52を順次通って回転すると、熱が一次空
気入口ダクトコネクタ59（図１を参照）及び二次空気入
口ダクトコネクタ58を通してそれぞれ入来する空気38に
伝達され、これによりダクトコネクタセクション62内に
は高温の一次空気流れ60がまたダクトコネクタセクショ
ン66内には高温の二次空気流れ64がそれぞれ生成され
る。

次に、図３及び図４はロータ及び半径方向シールと関
連する３つのセクタ板を示す、空気予熱器ロータ及びハ
ウジングの平面図である。図３は従来技術によるセクタ
板を示しているのに対し、図４は本発明によるセクタ板
を示している。これらの図は、セクタ板42,44及び46を
断面にしている。複数の仕切り又は隔壁68がロータ34を
複数のコンパートメント70に分割し、これらのコンパー
トメント70は熱伝達表面を収容し、これらの熱伝達表面
は通常コンパートメントに適合するように作られたモジ
ュールの中に配置されている。また、複数の仕切り68の
頂部縁及び底部縁には、図５に断面で示されている半径
方向シール72が設けられている。この図５は二重シール
装置を示し、セクタ板44は２つのコンパートメントにわ
たるのに十分な大きさであり、その結果ロータが回転す
ると２つの半径方向シール72が常にセクタ板44に係合す
る。このようなことは図３に示される３つのセクタ板の
すべてに言えるものであり、従来技術のセクタ板42,44
及び46の各々は同一寸法であって、２つのコンパートメ
ント70にわたる寸法である。しかしながら、本発明によ
れば、図４に示されるように、一次空気用セクタ板50と
二次空気用セクタ部52との間セクタ板46は小さくされ、
ひとつのみのコンパートメント70にわたる寸法とされ、
その結果特定の時間でひとつのみの半径方向シール72が
セクタ板46に接触する。

二重半径方向シール装置を用いる理由は、セクタ板間
の漏洩を減少することにある。しかし、漏洩を減少する
ために二重半径方向シールを３区画型の空気予熱器に設
けるときには、一次空気及び二次空気の圧力降下を低く
する要求を満足させることが困難となる。なぜなら、空
気流れが大きな寸法のセクタ板によって遮断されるから
である。この点、本発明においては、３つのセクタ板の
うちのひとつ、すなわちセクタ板46が小さく、これによ
りロータを通してより大きな空気流れ面積を提供し、圧
力降下を少なくする。最も重要な懸念をなす漏洩は、空
気予熱器の空気側と煙道ガス側との間である。一次空気
と二次空気との間の多少増大する漏洩は容易に許容でき
るものである。そこで、本発明においては、煙道ガス用
セクタ部と２つの一次及び二次空気用セクタ部との間に
は二重シールが維持されている。そして、一例として、
50゜の一次空気用セクタ部を持つ３区画型空気予熱器
は、20゜の一次空気用セクタ板に代えて、10゜の一次空
気用セクタ板46を用いることにより、一次空気の圧力降
下を25％〜30％減少することができる。

また、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部との
間の漏洩はこれら２つの空気用セクタ部と煙道ガス用セ
クタ部との間の漏洩ほど重要でないけれども、またたと
え本発明が一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ部と
の間の漏洩を増大することを許容するとしても、一次空
気用セクタ部と二次空気用セクタ部との間の漏洩を最小
に維持することは一層好ましいものである。これを行う
ことができるひとつの方法は、一次空気用セクタ部と二
次空気用セクタ部との間の前述した半径方向シール装置
の改装と一緒に、これら２つの空気用セクタ部間に一重
の軸方向シールに代えて二重の軸方向シールを維持する
ことである。この方法は、図６に示されている。図６は
ハウジング32、ロータ34、仕切り68及びセクタ板44,46
を示す、空気予熱器の一部分の平面図である。ハウジン
グ32の内側には軸方向シール板74及び76（３つの軸方向
シール板のうち２つのみが示されている）が設けられ、
これらの軸方向シール板はロータの全体高さに延びてい
る。また、ロータには複数の軸方向シール78が取付けら
れ、これらの軸方向シール78は前述した半径方向シール
72と同一又は類似する。これらの軸方向シール78は、ロ
ータが回転すると、半径方向シールがセクタ板に係合す
ると同様に軸方向シール板に係合する。そして、本発明
にしたがって、一次空気用セクタ部と二次空気用セクタ
部との間のセクタ板46がひとつのみのコンパートメント
にわたるような寸法に減少されているのに対し、セクタ
板46に対応する軸方向シール板76は上述したように常に
２つの軸方向シール78にわたるような二重シール寸法に
維持される。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータハウジングと、このロータハウジン
   グ内に設けられたロータであって、ロータ内に複数のコ
   ンパートメントを形成する複数の半径方向に延びる仕切
   り及びこれら仕切りの軸方向縁に沿って延びる複数の半
   径方向シールを有するロータと、空気予熱器の軸方向の
   両端に設けられ、空気予熱器を煙道ガス用セクタ部、一
   次空気用セクタ部及び二次空気用セクタ部に分割する３
   つのセクタ板とを包含する３区画型の回転再生式空気予
   熱器用のシール装置において、前記煙道ガス用セクタ部
   と前記一次空気用セクタ部及び前記二次空気用セクタ部
   との間の２つの前記セクタ板はそれぞれ常に２つの前記
   半径方向シールに係合するような寸法であるが、前記一
   次空気用セクタ部と前記二次空気用セクタ部との間の前
   記セクタ板は特定の時間でひとつのみの前記半径方向シ
   ールに係合するような寸法であることを特徴とするシー
   ル装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のシール装置において、更
   に、前記ロータの外周まわりに互いに間隔を置いて設け
   られた複数の軸方向シールと、前記ロータハウジングの
   内側で３つの前記セクタ部との間にそれぞれ設けられ
   て、前記軸方向シールに係合する３つの軸方向シール板
   とを包含し、前記軸方向シール板の各々は常に２つの前
   記軸方向シールに係合するような寸法であることを特徴
   とするシール装置。