JPS6030437B2 - 再生式熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、再生式熱交換装置殊に多数の熱吸収材料を担
持して鞠方向へ配列されたロータを支持する円筒形トラ
ニオンを包含する型式の回転再生式熱交換器に関する。

ロータ内の熱吸収材料をこれらを通して流れる熱流体お
よび冷流体間に交互に動かさせるために、ロータはその
轍線のまわりに回転させられる。したがって、熱流体か
ら吸収した熱は、ロー夕により担持した熱吸収材料の介
在を通して冷流体に伝達される。ロータの熱吸収材料を
通して流れる幾つかの流体は種々の圧力レベルに維持さ
れているので、高圧力流体を収容する室と低圧力流体を
収容する室との間に流体漏れが生ずる傾向が大きい。

ロータの相対的に移動自在な部分間に適当なシール装置
が設けられているときでさえ、多少の流体漏れが生じ、
また漏洩流体の温度が６８０℃（１２５００Ｆ）から８
２０００（１５０００Ｆ）の範囲であるときには、熱流
体がその正常の収容室から漏れた後にこの熱流体により
広範な損傷が生じてしまう。これらの理由のために、有
効なシール装置を熱交換器内に組込まなければならない
。

すなわち、高温度の漏洩流体のシールを格別に有効にす
るには、このような高温流体がシール装置にまで流れて
くる前にこの高温流体をシール装置の材料をおかすこと
のない温度にまで有効に冷却する手段をシール装置に組
込まなければならない。しかして、回転再生式空気子熱
器において、高温ガスが大気中に漏れるのを防止するよ
うにしたシール装置が、米国特許第３８２２７紙号およ
び第３９８０１２８号の両明細書に開示されている。

これら特許の両者においては、相対的に移動自在のシー
ル要素を半径方向および軸方向へ同時に動かすことがで
きるようにした手段がシールのために作られているが、
しかし漏れることが確実とされている熱流体をその漏れ
た後に冷却する換言すれば無力化するための手段は開示
されていない。本発明は、したがって、再生式熱交換装
置において、熱交換流体が確実に漏れるとされている箇
所、すなわち熱吸収材料を坦持しているロータとこのロ
ータを囲綾している固定ハウジングの端板との間から漏
れる、殊に温度が６８０〜８２０ｑｏ（１２５０〜１５
０００Ｆ）である鰹道ガス等の熱流体がハウジングの端
板とロータのトラニオンとの間から大気中へ漏れるのを
防止するシール（トラニオンシール）装置にこのシール
装置を有効に冷却する装置を組込み、この冷却装置によ
ってシール装置の材料を冷却するとともに、このシール
装置にまで流れてくる高温の漏洩流体をこの流体がシー
ル装置に接触する前に冷却してその温度を下げるように
したものである。

すなわち、本発明によれば、かかるトラニオンシール装
置は、ロータのトラニオンに同心的に付着した環状フラ
ンジと、このフランジから半径方向外側へ環状シール室
を提供するよう該フランジの対向する両側に当俵するシ
ールリングと、前記シール室を冷却し同時にこのシール
室へ漏れる流体の温度を下げるよう前記シール室から外
側に設けた冷却装置とを包含する。

以下添付図面を参照して本発明の一実施例について詳述
する。

第１図および第２図はロー夕柱１２を有する再生式熱交
換器の配置を示し、ロー夕柱はその対向する両端に軸受
１６により回転自在に支持されているトラニオン１４を
具備する。

ロータ胴２２は、ダイアフラムによりロータ柱に接続さ
れて多数の熱吸収材料２６のための室を形成している。
ロータは端板３２を有する固定ハウジング横体２８内に
収納され、これら端板はその対向する両端に関口３４，
３６，３８，４２を具備し、これにより加熱流体および
加熱しようとする流体が。−夕の熱吸収材料を通して同
時に対向して流れる。ロータは、図面には示されていな
い駆動モータおよび減速歯車機構によりその鉢線のまわ
りに回転させられる。しかして、ロータのトラニオン１
４とハウジング機体２８の端板３２との間から熱交≠奥
流体が漏れるのを防止するためにトラニオンシール装置
が設けられている。

これらトラニオンシール装置は、回転再生式熱交換器に
おける相対的に移動自在な部品間すなわち第２図に詳細
に示すようにロータ８同２２と固定ハウジングの端板３
２（本実施例ではこの端板３２に固定されている後述す
るハウジング５６）との間から漏れた熱交換流体がその
後この端板３２とロータのトラニオン１４との間から大
気中へ漏れるのを防止するものである。これらトラニオ
ンシール装置のうち、殊に６５０〜８２０ｏｏ（１２０
０〜１５０００Ｆ）の温度を有する煙道ガス等の熱流体
の漏れを防止するために設けられているものは、この熱
流体の高温度により劣化してしまう。このため、本発明
によれば、このようなトラニオンシール装置の材料を冷
却すると共に、このシール装置にまで流れてくる高温の
漏洩流体をこの流体がシール装置に接触する前に同時に
冷却する装置が設けられる。

このような冷却装置を具備するトラニオンシール装置は
、本実施例によれば、第２図に詳細に示すように、ロー
タのトラニオン１４に同０的に付着した環状のシールフ
ランジ又はリング４４を包含する。

このシールフランジ４４は押えねじ４６によりトラニオ
ン１４に同心的に固定され、これによりシールフランジ
４４はトラニオン１４と一緒に回転でき一方ロータの熱
変形にしたがって藤方向へ動きえるように自由である。
冷却流体源（図示せず）にダクト５４を介して接続され
ている冷却室５２は、フランジ５８を有するハウジング
５６により構成され、フランジ５８はシールフランジ４
４よりも半径方向外側にある端板３２のひとつに固着さ
れて、独立するシールリング６２Ａおよび６２Ｂから成
る浮シール部材により占有される空間を提供する。

シールリング６２Ａおよび６２Ｂはロータの回転軸線に
対して垂直であるシールフランジ４４の両側面６４に酒
動自在に当援するようにされ、一方ハウジング５６はキ
ー７６によりリング６２Ａ，６２Ｂに固定されている。
キー７６は、冷却ハウジング５６とシールリング６２Ａ
，６２Ｂとの間に軸方向移動を許容する。補い合うシー
ルリング６２Ａおよび６２Ｂは、シールリング４４の横
側面６４に対して摩擦する摩擦面（便宜的にこの摩擦面
も６４で示す）を包含し、摩擦面６４は端壁５０と一緒
にシール室６０を形成する。

引張ロッド６６を包含する偏俺装置は、シールリング６
２Ａに固着されまたリング６２Ｂの整列した閉口６８を
通して鼠方向へ延びるようにされ、これにより一対の座
金７４間の引張ロッドの部分を園縫するばね７２に加え
た圧縮力は補い合うリング６２Ａおよび６２Ｂとりング
４４との間の間隙空間（面６４の部分）を通して流体が
漏れるのを防止するような十分な力でもつてリング６２
Ａおよび６２Ｂをリング４４に対して正反対に偏俺する
。この漏れが防止される流体は、ロータ亘同２２と端板
３２に固定したハウジング５６との間から漏れて室又は
通路８４内に流れてきた高温の熱交換流体である。座金
７４は、ロッド６６を囲続しまたシールリング内の空間
を完全に囲んでそれからの流体漏れを防止するアスベス
ト又は同等の耐熱材料で形成することができる。

調整ナット７６は、ばね７２を徐々に圧縮できるように
引張ロッド６６の端に螺鼓され、これによりばね７２に
よる所定圧縮力を作り、この所定圧縮力は環状シール部
材６２Ａおよび６２Ｂとシールリング４４との間に流体
漏れが生じないようにシールリング６２Ａおよび６２Ｂ
をシールリング４４の側面に対して押しつけるのに役に
立つ。シール室６０‘こは入口ダクト７８が設けられ、
これにより圧力流体が供聯合源（図示せず）から供給さ
れてシール室の空間を前記漏洩流体の圧力より大きい圧
力に維持する。

したがって、圧力流体が表面６４およびリング４４間か
ら室６０の外へ多少漏れることはあるが、低圧力の熱流
体が反対方向へロータの外へ漏れないようにすることが
できる。リング６２Ａおよび６２Ｂ間に設けた高温度に
耐え得るパッキング装置又はガスケット８２は、圧力流
体が室６０から室５２を包囲する壁８０および壁５０間
の漏洩路を経て大気中へ漏れるのを防止する。

以上述べた構成によれば、したがって、冷却室５２に供
給された冷却流体は、トラニオンシール装置を構成する
シールフランジ４４およびシールリング６２Ａ，６２Ｂ
等の材料を冷却し、また同時にロ−夕月同２２と端板３
２に固定されたハウジング５６との間から漏れて室８４
に流れる高温の熱交モ奥流体をこの流体がかかるトラニ
オン装置に接触する前に冷却し、これにより高温の熱交
換流体のシールを有効に行うことができる。

なお、本発明は前述した実施例に決して限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しないで種々の変形がな
し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがって構成したシール装置を有す
る空気予熱器の断面図、および第２図はロータのトラニ
オンと囲いハウジング横体との間に配置したシール装置
を示す本発明の好適な実施例の詳細拡大図である。 １２……ロー夕柱、１４……トラニオン、１６・・・・
・・軸受、２２・・・・・・ロータ胴、２６・・・・・
・熱吸収材料、２８・・・・・・ハウジング機体、３２
・・・・・・端板、３４，３６，３８，４２……閉口、
４４……シールフランジ、４６・…・・押えねじ、５０
・・・・・・端壁、５２・・・・・・冷却室、５４・・
・・・・冷却流体供給ダクト、５６……ハウジング、５
８……フランジ、６０……シール室、６２Ａ，６２Ｂ…
…シールリング、６４・・・・・・シールフランジ４４
の両側面、６６・・・・・・引張りロッド、６８……開
口、７２……ばね、７４…．・．座金、７６・・・・・
・調整ナット、７６・・・・・・キー、７８……入口ダ
クト、８０…・・・壁、８２・・・・・・ガスケット、
８４・・・・・・漏洩流体室。 柊多′ 〃多２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央ロータ柱を有するロータと、前記ロータ柱に結
   合しこのロータ柱から軸方向へ延びるトラニオン装置と
   、多数の熱吸収材料のための環状空間を堤供するよう前
   記ロータ柱から間隔を置いた同心胴と、前記環状空間内
   に詰めた多数の熱吸収材料と、前記ロータを囲繞し対向
   する両端には加熱流体および加熱しようとする流体を前
   記ロータの熱吸収材料を通して導びく入口および出口開
   口を有する端板を包含するハウジング装置と、前記トラ
   ニオン装置がその軸線まわりを回転できるようこのトラ
   ニオン装置を支持する軸受装置と、前記トラニオン装置
   と前記ハウジング装置との間に設けたトラニオンシール
   装置とを包含し、前記シール装置は、前記ロータからの
   熱流体の漏れを制限しまた漏れ流体をこのシール装置の
   材料に適合する温度まで同時に冷却するものであつて、
   前記トラニオン装置に同心的に付着した環状フランジと
   、このフランジから半径方向外側へ環状シール室を提供
   するよう前記フランジの対向する両側に当接するシール
   リングと、前記シール室を冷却し同時にこのシール室へ
   漏れる流体の温度を下げるよう前記シール室から外側へ
   設けた冷却装置とを包含する再生式熱交換装置。 ２ 前記環状フランジの対向する両側に連続的に接触す
   る独立した前記シールリングを偏倚するように配置した
   ばね装置を包含する特許請求の範囲第１項記載の再生式
   熱交換装置。 ３ 圧縮空気の供給源と、この供給源からの圧縮空気を
   前記環状フランジから外側へら位置する前記シール室へ
   導びくダクト装置とを包含する特許請求の範囲第２項記
   載の再生式熱交換器。 ４ 前記冷却装置は、前記シール室を囲繞する冷却室を
   形成する独立したハウジングと、冷却流体の供給源と、
   冷却流体を前記冷却室へ供給する装置とを包含する特許
   請求の範囲第３項記載の再生式熱交換装置。 ５ 前記シールリングは前記冷却室を形成する前記独立
   したハウジングにそれらの間に軸方向移動を許す複数の
   キーによつて結合されている特許請求の範囲第４項記載
   の再生式熱交換装置。 ６ 前記冷却室を形成する前記独立したハウジングは前
   記ロータを囲繞する前記ハウジング装置に付着され、一
   方前記シールリングは前記トラニオン装置を囲繞する回
   転自在なフランジにより坦持されている特許請求の範囲
   第５項記載の再生式熱交換装置。 ７ 前記冷却室を形成する前記独立したハウジングは前
   記ロータと前記トラニオンシール装置との間に位置して
   いる特許請求の範囲第６項記載の再生式熱交換装置。