JP3239133B2 - 多層バスケットを備える回転再生式熱交換器 - Google Patents

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、異なる型式又は形状の熱吸収材料を配列することが
できる適応性がある改良したモジュール型熱交換バスケ
ットに関する。

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シェルにまで延びる複数の
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。

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、ハウジングをガス側と空気側と
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
ける空気側とガス側との間の流れ、すなわち漏洩を最少
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。

更に、モジュール型熱交換バスケットは、開口フレー
ム型式か、又はソリッドな側壁を有している。そして、
これらのバスケットは、ロータの扇形区画室内にその頂
部端から軸方向に充填されるか、又はロータの周囲部を
通して半径方向に充填される。前者の場合において、バ
スケットはその下の他のバスケットの頂部上に位置す
る。後者の場合においては、バスケットはロータの各端
で仕切り板間に及びバスケットの層間に固定されている
格子で支持される。

しかして、回転再生式熱交換器においては、しばし
ば、違ったレベルに異なる型式の熱吸収材料又は板を用
いることが望まれる。例えば、熱いガスが入りまた加熱
された空気が出るロータの熱い端の熱吸収材料は、冷た
い端又は中央部の熱吸収材料とは全く異なるものとする
必要がある。したがって、バスケット内のこれらの熱吸
収又は交換材料を状態の変化に応じて変えることは有益
なことである。従来型式のロータ及びバスケットの場合
は、これは、特定のレベルのバスケットのための多数の
熱交換材料の全体を変えることにより、又はロータ構成
（格子位置）及びバスケット設計（軸方向高さ）を変え
ることによってのみ行うことができる。

このような従来型式のロータ及びバスケットの一例が
文献US−Ａ−5 454 418の主題を形成しており、この米
国特許には、ａ）インナエンド及びアウタエンドに設け
られている第１のエンドプレート及び第２のエンドプレ
ートと、これら第１及び第２のエンドプレートを間隔を
置いた間隔で取付ける手段とを包含すると共に、頂面及
び底面を有しているバスケット骨組と、ｂ）前記底面に
隣接して前記第１及び第２のエンドプレート間に延びて
いる第１の組の熱交換板支持棒とを包含している回転再
生式熱交換器用熱伝達要素バスケット組立体が開示され
ている。

発明の概要 本発明は、回転再生式熱交換器、より詳細には、この
熱交換器に用いられる新規なモジュール型熱交換バスケ
ットに関する。本発明によれば、少なくともいくつかの
熱交換バスケットは、多レベルの異なる他の熱吸収又は
交換材料を各バスケットに設けることができるように構
成されている。すなわち、支持装置はバスケットの頂部
と底部との間の選択したレベルでバスケット内に設けら
れ、これにより、ある型式の熱交換材料を上記支持装置
の上方に設けることができると共に、他の型式の熱交換
材料を上記支持装置の下方に設けることができる。モジ
ュール型バスケット内の支持装置は、ロータ構造体の支
持格子を変更する必要なしに、２つの異なる型式の熱交
換材料の割合を変えるように変更することができる。

図面の簡単な説明 図１は、回転再生式空気予熱器の斜視図である。

図２は、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は、典型的な従来のモジュール型熱交換バスケッ
トの斜視図である。

図４は、本発明を示す、図３と同様なバスケットの斜
視図である。

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。

本発明は、バスケットがロータの頂部から軸方向に装
填される空気予熱器に適用できるけれども、特に、バス
ケット支持格子を包含し、バスケットがロータの周囲部
を通して半径方向に充填される空気予熱器に適用できる
ものである。したがって、本発明を半径方向装填式に適
用する例を以下に詳述する。

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。

図３は、従来技術のひとつの熱伝達要素バスケット22
を示し、熱吸収又は伝達板44ほその一部分が示されてい
る。すなわち、バスケットはこれらの熱伝達板で充填さ
れるものであるが、構成を明確にするために図３では他
の残りの部分の熱伝達板は省略されている。バスケット
22の骨組は、両側が外向きに曲げられてコーナ部48を構
成するノーズピース又はインナエンドプレートを包含す
る。バスケットのアウタエンドはアウタコーナアングル
50により限定され、このアウタコーナアングルは溶接に
よりアウタエンドピース又はプレート52に取付けられて
いる。インナエンドプレートとアウタエンドプレーと
は、溶接サイドアングル54と上下の支持棒、すなわちタ
イバー56及び58とにより接続されている。これらのすべ
ての部材は、一緒になってバスケットの基本骨組を形成
する。バスケットの側部は、開口して示されているけれ
ども、金属サイドプレートにより閉じられるものであ
る。図３に見ることができるように、熱伝達板44はバス
ケットの頂部から底部にまで延び、下タイバー58により
支持されている。

図４は、図３の従来技術のバスケットに適用した本発
明を示す。図４において、追加のタイバー60が上下のタ
イバー56と58との間に設けられている。これらのタイバ
ー60は、バスケットの頂部と底部とのほぼ中間に示され
ているけれども、任意の所望する高さに設けることがで
きるものである。

図４に示されるように、本発明のバスケット22内の熱
伝達板は一群の上部板62と一群の下部板64とに分割され
ている。これらの群の上下部板は、特定の適用のために
異なる材料で形成するか、又は異なる形状に形成するこ
とができる。例えば、バスケットの頂部の板62はある特
定の材料、間隔又は形状とし、一方バスケットの底部の
板64は異なる材料、間隔又は形状とすることができる。
図４に示されるように、板64は板62よりも互いに広く離
れて間隔が置かれている。

本発明は、空気予熱器の全体において、所望により変
えようとする各バスケット内の熱交換板を異なる型式の
板に変えて混合させることができるものである。これ
は、異なる型式の板の混合を調節するために、基本のロ
ータ構成の変更、例えば格子の位置を変更することの必
要を除去せしめる。すなわち、各バスケット内の支持棒
はロータ構成を変更することなしに最適な性能を与える
ように設けるか、又は移すことができる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転再生式熱交換器用の熱伝達要素バスケ
   ット組立体（22）であって、バスケット骨組と第１の組
   の熱交換板支持棒（58）とを包含し、前記バスケット骨
   組が、そのインナエンド及びアウタエンドに設けられて
   いる第１のエンドプレート（46）及び第２のエンドプレ
   ート（52）と、これら第１及び２のエンドプレート（4
   6,52）を間隔を置いた関係で取付ける手段（54）とを包
   含すると共に、頂面及び底面を有しており、かつ前記第
   １の組の熱交換板支持棒（58）が前記底面に隣接して前
   記第１及び第２のエンドプレート（46,52）間に延びて
   いる熱伝達要素バスケット組立体において、 ａ 第２の組の熱交換板支持棒（60）が前記頂面と前記
   底面との中間の位置で前記第１及び第２のエンドプレー
   ト（46,52）間に延び、 ｂ 第１の組の熱交換板（64）が前記第１及び第２のエ
   ンドプレート（46,52）間に積重配列体の形で並置され
   て、前記第１の組の熱交換板支持棒（58）で支持され、 ｃ 第２の組の熱交換板（62）が前記第１及び第２のエ
   ンドプレート（46,52）間に積重配列体の形に並置され
   て、前記第２の組の熱交換板支持棒（60）で支持され、 ｄ 第３の組の熱交換板支持棒（56）が前記頂面に隣接
   して前記第１及び第２のエンドプレート（46,52）間に
   延びている、 ことを特徴とする熱伝達要素バスケット組立体。
2. 【請求項２】前記第１の組の熱交換板（64）が前記第２
   の組の熱交換板（62）と異なることを特徴とする請求項
   １記載の熱伝達要素バスケット組立体。