JP5713884B2 - 回転再生式熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、回転再生式熱交換器に関する。

従来、発電プラント等に空気予熱器として一般に設置されている回転再生式熱交換器は、図３に示すように、伝熱エレメント等の蓄熱体１ａを収めたロータ１をハウジング２内で回転させ、排ガス等の高温の加熱流体Ｇ１により上記蓄熱体１ａを加熱して蓄熱せしめると共に、該蓄熱体１ａに蓄熱された熱により燃焼用空気等の低温の被加熱流体Ｇ２を加熱するように構成されている。

図４から明らかなように、上記ロータ１内を貫通して流れる２種類の上記流体Ｇ１およびＧ２の流路は、ロータ１の上下端面に僅かの隙間を隔てて設けられたセクタープレート３、３′により分けられている。

この種の回転再生式熱交換器においては、高圧側である被加熱流体Ｇ２側から低圧側である加熱流体Ｇ１側へ２つのリーク（漏洩）が発生する。第１のリークは両流体Ｇ１，Ｇ２間の差圧により発生するダイレクトリークであり、第２のリークはロータ１の回転に伴うエントレインドリークである。

通常、上記ダイレクトリークを防止するために、該交換器の各所にシール機構が設けられており、その１つである高温側ラジアルシール部は、固定側であるセクタープレート３、３′と、回転側であるロータ１に取り付けられているラジアルシール１ｂとで構成されている。特に上部のセクタープレート３は、アジャスターロッド４を介して上部の外部構造物２′と繋がれており、該外部構造物２′と上記セクタープレート３上面の間隙Ｓからのダイレクトリークを防止するために、該セクタープレート３と本熱交換器の外部構造物の間隙の両側にスタティックシール５が設置されている。

さらに、上記セクタープレート３上部のシール効果を高めるために、図５に示すように、該セクタープレート３の両側にスタティックシール５、５を設置して、中間圧帯を設けるものがあった。また、上記スタティックシール５は金属板により構成されていた。

特開平１０−１１０９３５号公報

しかしながら、上述のように、上記セクタープレート３の両側にスタティックシール５、５を設置すると、図６に示すように、加熱流体Ｇ１側からのエントレインドリークに伴った灰等がセクタープレート３の上面に堆積物Ｔとして堆積するため、セクタープレート３の動きが阻害され、回転再生式熱交換器の運転が停止する恐れがあった。また、上記金属板のセクタープレート３は、図７に示すように、シール部での微少な隙間は避けられず、その隙間から発生するリーク流により、回転再生式熱交換器の性能を劣化させ、同時にリーク流に含まれるアッシュ（灰）によるエロージョン（侵食）が発生する恐れがあった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、セクタープレート上に堆積物が堆積する恐れが全くなくて、回転再生式熱交換器の運転に支障を来たすことがなく、シール効果を高めることができ、また、エロージョンの発生を防止することができる回転再生式熱交換器を提供することを課題とする。

本発明の回転再生式熱交換器は、伝熱エレメント等の蓄熱体を収めたロータをハウジング内で回転させ、排ガス等の高温の加熱流体により上記蓄熱体を加熱して蓄熱せしめると共に、該蓄熱体に蓄熱された熱により燃焼用空気等の低温の被加熱流体を加熱するように構成し、上記ロータ内を貫通して流れる２種類の加熱流体および被加熱流体の流路を分けるセクタープレートを上記ロータの上端面に僅かの隙間を隔てて設け、該セクタープレートと上記熱交換器の外部構造物の間隙の両側にスタティックシールを設置した回転再生式熱交換器において、上記セクタープレート上で堆積または撹乱された灰等の粉塵物質を吸引するように、上記外部構造物に吸引管を設けたことを特徴とする。

本発明の回転再生式熱交換器は、下記の効果を奏する。１）セクタープレート上に侵入する灰等の粉塵物質を、送風管および吸引管により随時取り除くように構成したので、粉塵物質の堆積によるセクタープレートの動きが阻害されることがなく、回転再生式熱交換器の運転停止の恐れがない。２）スタティックシールの先端外面付近に沿ってファブリッククロス材を添接するように取り付けたので、シール効果が高く、灰等の粉塵物質がセクタープレート上に侵入することがなく、侵食（エロージョン）が発生することは恐れがない。３）ファブリッククロス材を弛みを持たせた状態で取り付けたので、セクタープレートの上下動に追従させることができる。４）ファブリッククロス材は、取付部材８ａおよび８ｂにより容易に交換することができる。

本発明の一実施例を示す要部構造の説明図である。 本発明の別の実施例を示す要部構造の説明図である。 回転再生式熱交換器の全体斜視図である。 従来の回転再生式熱交換器の要部の平面概略図（Ａ）およびそのイ−イ線断面図（Ｂ）である。 従来の回転再生式熱交換器におけるセクタープレート上部におけるシール構造の説明図である。 図５のシール構造の問題点を示す説明図である。 従来の回転再生式熱交換器におけるセクタープレート上部における別のシール構造の説明図である。

以下、本発明の回転再生式熱交換器の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１において、２′は外部構造物、３はセクタープレート、５はスタティックシールである。６は送風管および７は吸引管である。

上記送風管６は上記外部構造物２′に設けられており、適当な送風装置（図示せず）に接続されている。該送風管６は、送風装置から送られてくる圧縮空気を上記セクタープレート３の上面に向けて噴出して、堆積した灰等の粉塵物質を撹乱するようになっている。

上記吸引管７は上記外部構造物２′に設けられており、適当な吸引装置（図示せず）に接続されている。該吸引管７は、吸引装置による吸引作用により、上記撹乱または堆積された灰等の粉塵物質を吸引するようになっている。

図１において、上記送風管６は、上記セクタープレート３の幅方向に適当な間隔で２本配置されており、また、上記吸引管７は、上記送風管６の間に１本配置されているが、これら送風管６および吸引管７の本数や配置はこれに限定するものではなく、上記セクタープレート３の長手方向にも適宜配置され、粉塵物質を効果的に吸引することができれば、いずれでもよい。また、上記送風管６および吸引管７による噴射および吸引作用は、連続運転あるいは断続（間欠）運転のいずれでもよい。さらに、上記吸引管７のみ作動させ、上記送風管６は必要に応じて作動させてもよい。場合によっては、上記送風管６は省略することができる。

本実施例の回転再生式熱交換器は、セクタープレート３上に侵入する灰等の粉塵物質を、上記送風管６および吸引管７により、または、上記吸引管７のみにより、随時取り除くように構成したので、粉塵物質の堆積によるセクタープレート３の動きが阻害されることがなく、回転再生式熱交換器の運転停止の恐れがない。

図２は、本発明の別の実施例を示すもので、２′は外部構造物、３はセクタープレート、５はスタティックシールである。
８はファブリッククロス材であって、上記スタティックシール５の先端外面付近に沿って添接されている。該ファブリッククロス材の一端側は、取付部材８ａにより上記スタティックシール５に固定されており、他端側は、取付部材８ｂにより上記セクタープレート３に固定されている。

上記ファブリッククロス材８の素材は、灰等の粉塵物質に対するフィルター機能を有する柔軟性に富んだ布材であればいずれでもよい。上記ファブリッククロス材８は、弛みを持たせた状態で取り付けられていて、セクタープレート３の上下動に追従させることができる。また、上記ファブリッククロス材８は、取付部材８ａおよび８ｂにより着脱自在に取り付けることにより、容易に交換することができる。

本別の実施例の回転再生式熱交換器は、スタティックシール５の先端外面付近に沿ってファブリッククロス材を添接するように構成したので、シール効果が高く、灰等の粉塵物質がセクタープレート３上に侵入することがなく、侵食（エロージョン）が発生することは恐れがない。

１ ロータ
１ａ 蓄熱体
１ｂ ラジアルシール
２ ハウジング
２′ 外部構造物
３、３′セクタープレート
４ アジャスターロッド
５ スタティックシール
６ 送風管
７ 吸引管
８ ファブリッククロス材
Ｇ１ 加熱流体
Ｇ２ 被加熱流体
Ｔ 堆積物

Claims (4)

1. 伝熱エレメント等の蓄熱体を収めたロータをハウジング内で回転させ、排ガス等の高温の加熱流体により前記蓄熱体を加熱して蓄熱せしめると共に、該蓄熱体に蓄熱された熱により燃焼用空気等の低温の被加熱流体を加熱するように構成し、前記ロータ内を貫通して流れる２種類の加熱流体および被加熱流体の流路を分けるセクタープレートを前記ロータの上端面に僅かの隙間を隔てて設け、該セクタープレートと前記熱交換器の外部構造物の間隙の両側にスタティックシールを設置した回転再生式熱交換器において、
   前記セクタープレート上で堆積または撹乱された灰等の粉塵物質を吸引するように、前記外部構造物に吸引管を設け、
   前記外部構造物に送風管を設けて、圧縮空気を前記セクタープレートの上面に向けて噴
   出し、灰等の粉塵物質を撹乱するように構成したことを特徴とする回転再生式熱交換器。
2. 伝熱エレメント等の蓄熱体を収めたロータをハウジング内で回転させ、排ガス等の高温
   の加熱流体により前記蓄熱体を加熱して蓄熱せしめると共に、該蓄熱体に蓄熱された熱に
   より燃焼用空気等の低温の被加熱流体を加熱するように構成し、前記ロータ内を貫通して流れる２種類の加熱流体および被加熱流体の流路を分けるセクタープレートを前記ロータの上端面に僅かの隙間を隔てて設け、該セクタープレートと前記熱交換器の外部構造物の間隙の両側にスタティックシールを設置した回転再生式熱交換器において、
   前記スタティックシールの先端外面付近に沿って添接するように、且つ、その一端側を取付部材により前記スタティックシールに固定すると共に、他端側を別の取付部材により前記セクタープレートに固定するように、ファブリッククロス材を取り付けたことを特徴とする回転再生式熱交換器。
3. 前記ファブリッククロス材を、弛みを持たせた状態で取り付けたことを特徴とする請求
   項２に記載の回転再生式熱交換器。
4. 前記ファブリッククロス材を、前記取付部材により着脱自在に取り付けたことを特徴と
   する請求項２または３に記載の回転再生式熱交換器。