JP3528943B2 - 高温排ガス用回転再生式熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業炉等から排出され
る約８００〜１０００℃の高温排ガスからの熱回収に利
用される回転再生式熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転再生式熱交換器のロータ及び
ロータポストは、高温端から低温端まで一体型となって
いて、相互に溶接により固着されており、この一体型ロ
ータ内に伝熱エレメントが装填され、高温流体側と低温
流体側を順に回転通過させることにより、熱交換を行っ
ている。また、上記従来のロータポストの多くは中空構
造となっており、高低両端はヘッダーにより密閉されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転再生式熱交換器は、ロータに装填された伝熱エ
レメントの全荷重がロータ及びロータポストの溶接部で
支持されているため、次のような解決すべき課題を有し
ている。 １）約８００〜１０００℃の排ガスの通過により、上記
溶接部およびロータ材（通常、普通鋼が使用される）に
熱疲労が発生し、その結果、割れや歪みの現象を引き起
こして重大なトラブルの原因となる。 ２）ロータポスト自身も、近接するロータ及び伝熱エレ
メントからの熱伝導により、上記排ガスの高温領域では
高温酸化、熱疲労が発生してロータの座屈等、重大なト
ラブルの発生が予想される。 ３）高温部での熱膨張が大きくて、ロータの形状が大き
く変形し、構造上および性能上の不具合が生じるおそれ
がある。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、ロータと
ロータポストの接合部に発生するおそれのある熱疲労を
効果的に回避することのできる高温排ガス用回転再生式
熱交換器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の高温排ガス用回転再生式熱交換器は、伝熱
エレメントを装填したロータと、該ロータを溶接部を介
して回転自在に支持するロータポストから成る高温排ガ
ス用回転再生式熱交換器において、これらのロータおよ
びロータポストを高温部と低温部に分割し、高温部のロ
ータとロータポストを低温部のロータとロータポスト上
にボルト等の接続手段により一体的に接続して構成した
ことを特徴とする。上記ロータポストを内外２重構造に
してエア通路を形成し、該エア通路の上下端部を大気開
放して冷却用の空気を通過せしめるように構成する。ま
た、上記ロータの内外周には断熱材を被設する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１において、１はロータポストで
あって、上部ロータポスト１′と下部ロータポスト１″
から構成されている。これらの上部ロータポスト１′と
下部ロータポスト１″２は相互に分割して構成されてい
る。また、２はロータであって、上部ロータ２′と下部
ロータ２″から構成されている。これらの上部ロータ
２′と下部ロータ２″も相互に分割して構成されてい
る。上記上部ロータポスト１′と上部ロータ２′は相互
に溶接により接合されている。また、上記下部ロータポ
スト１″と下部ロータ２″も相互に溶接により接合され
ている。これら接合された上部ロータポスト１′と上部
ロータ２′は、ボルト等の接続手段により、上記下部ロ
ータポスト１″と下部ロータ２″に一体的に接続されて
いる。

【０００７】上記ロータポスト１は、内周側ロータポス
トシェル１ａおよび外周側ロータポストシェル１ｂによ
る内外２重構造になっていて、エア通路Ｐが形成されて
いる。これらのロータポストシェル１ａ、１ｂ間には、
必要に応じて、放射状に適宜間隔で複数のリブ１ｃが配
置されている。上記エア通路Ｐの上下端部は大気開放さ
れていて、冷却用の空気Ａが、自然対流により下方から
流入して上方から流出する。なお、冷却効果を増加せし
めるために、空気Ａをファン等により強制的に対流せし
めてもよい。

【０００８】上記ロータポスト１の上端部はガイドトラ
ニオン３により支持されていると共に、該ロータポスト
１の下端部はサポートトラニオン４により支持されてい
る。

【０００９】上記上部ロータ２′内には、高温エレメン
ト５と中温エレメント６が装填されている。また、上記
下部ロータ２″内には、低温エレメント７が装填されて
いる。これらのエレメント５、６及び７の自重は、上記
ロータ２を介して上記ロータポスト１に伝えられ、上記
サポートトラニオン４により全荷重を受けている。８は
断熱材であって、ロータ２の熱変化が溶接部およびロー
タポスト１に伝達し難いようにする。

【００１０】本実施例の回転再生式熱交換器は以上のよ
うに構成されているので、高温部の上部ロータ２′と上
部ロータポスト１′が、低温部の下部ロータ２″と下部
ロータポスト１″と分離され、その結果、高温部の温度
差が小さくなってロータ２とロータポスト１との溶接部
に発生する熱疲労を減少せしめることができる。また、
ロータ２の熱膨張が自由となるため、ロータ形状の極度
の変形が回避できる。

【００１１】また、ロータポスト１を２重構造にしてエ
ア通路Ｐを形成すると共に、これを大気開放して冷却用
の空気Ａを温度差による自然通風あるいはファン等によ
る強制通風により、上記ロータポスト１特にその内周側
ロータポストシェル１ａを冷却する。この冷却効果によ
り、サポートトラニオン４等のベアリングの温度上昇対
策にも有効である。

【００１２】

【発明の効果】

１）伝熱エレメントを装填したロータと、該ロータを溶
接部を介して回転自在に支持するロータポストから成る
高温排ガス用回転再生式熱交換器において、これらのロ
ータおよびロータポストを高温部と低温部に分割し、高
温部のロータとロータポストを低温部のロータとロータ
ポスト上にボルト等の接続手段により一体的に接続した
ので、ロータとロータポストの接合部に発生するおそれ
のある熱疲労を効果的に回避することができる。 ２）上記ロータポストを内外２重構造にしてエア通路を
形成し、該エア通路の上下端部を大気開放して冷却用の
空気を通過せしめるように構成したので、上記熱疲労を
更に効果的に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転再生式熱交換器のロータおよびロ
ータポストの断面図である。

【図２】図１のイーイ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ ロータポスト １′上部ロータポスト １″下部ロータポスト １ａ 内周側ロータポストシェル １ｂ 外周側ロータポストシェル １ｃ リブ ２ ロータ ２′上部ロータ ２″下部ロータ ３ ガイドトラニオン ４ サポートトラニオン ５ 高温エレメント ６ 中温エレメント ７ 低温エレメント ８ 断熱材 Ａ 空気 Ｐ エア通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−43195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−138684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−114852（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−65753（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−22492（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28D 11/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱エレメントを装填したロータと、該
   ロータを溶接部を介して回転自在に支持するロータポス
   トから成る高温排ガス用回転再生式熱交換器において、
   これらのロータおよびロータポストを高温部と低温部に
   分割し、高温部のロータとロータポストを低温部のロー
   タとロータポスト上にボルト等の接続手段により一体的
   に接続して構成したことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 上記ロータポストを内外２重構造にして
   エア通路を形成し、該エア通路の上下端部を大気開放し
   て冷却用の空気を通過せしめるように構成したことを特
   徴とする請求項１記載の高温排ガス用回転再生式熱交換
   器。
3. 【請求項３】 上記ロータの内外周に断熱材を被設した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の高温排ガス用
   回転再生式熱交換器。