KR100307423B1 - 세미모듈로터구조를갖는공기예열기용로터제조방법 - Google Patents

Abstract

로터리 재생 공기 예열기의 로터(14)는 통상적인 모듈 로터(14)의 이중 플레이트 다이아프램(34)을 제거하기 위해 필드 조립식 부품 및 숍 조립식 로터 섹터 모듈(56)의 조합으로 제조된다. 숍 조립식 모듈(56)은 하나 이상의 섹터(58, 60)를 포함하고, 필드 조립식 부품을 로터 허브(36) 둘레에서 이격된 숍 조립식 모듈(56) 사이에 고정된다. 다이아프램 플레이트(68) 사이의 지지 격자(66)는 주변으로부터 방사방향으로 로터(14)에 적재된 모듈 열 교환 바스켓(22)을 지지한다.

Description

세미 모듈 로터 구조를 갖는 공기 예열기용 로터 제조 방법

로터리 재생 열 교환기는 고온 유동 가스 스트림과 같은 하나의 고온 가스 스트림으로부터 연소 공기와 같은 다른 저온 가스 스트림으로 열을 전달시키기 위해 사용되었다. 로터는 열이 열 흡수 재료에 의해 흡수되는 고온 가스 스트림의 통로를 통하여 먼저 회전되는 다량의 열 흡수 재료를 포함한다. 로터가 연속적으로 회전될 때, 가열된 흡수 재료는 열이 흡수 재료로부터 저온 가스 스트림으로 전달되는 저온 가스 스트림의 통로로 유입된다.

로터리 재생 공기 예열기와 같은 통상적인 로터리 열 교환기에 있어서, 원통형 로터는 로터 포스트로부터 로터의 외부부 쉘(shell)로 연장하는 다이아프램으로 언급된 복수의 방사형 칸막이에 의해 복수의 섹터형 구획으로 나누어지고 수직 중심 로터 포스트에 배치된다. 상기 섹터형 구획는 일반적으로 적층된 플레이트형 소자로 형성된 다량의 열 흡수 재료를 포함하는 모듈 열 교환 바스켓에 적재된다.

상기 열 교환기의 로터는 논모듈, 숍(shop) 조립된 로터 또는 모듈 로터중 어느 하나로 형성된다. 논모듈 로터는 로터 포스트에 각각 부착된 일련의 다이아 프램 플레이트를 포함하고 로터 쉘 외부로 연장됨으로써 로터를 섹터로 나눌 수 있다. 더욱이, 각 섹터는 이격된 간격으로 다이아프램 사이를 연장하는 스테이(stay) 플레이트에 의해 다수의 구획으로 나누어진다. 모듈 열 교환 바스켓은 상단부(덕트 단부)로부터 상기 구획에 축 방향으로 적재된다. 논모듈 로터는 로터 구조의 주요부가 먼저 숍 조립된 다음에 선적을 위해 적어도 부분적으로 해제되므로 노동 집약적이다. 결과적으로 필드 장착과 제조하는데 소요되는 시간이 많이 든다.

모듈 로터는 완전한 로터로 필드 조립된 일련의 숍 조립식 섹터 모듈로 구성된다. 각각의 섹터 모듈은 스테이 플레이트에 의해 결합된 상기 2개의 다이아프램을 갖는 각각의 측부상에서 다이아프램 플레이트를 갖는다. 상기 모듈이 필드에서 로터에 조립될 때, 인접 모듈의 다이아프램 플레이트는 이중 플레이트식 다이아프램을 형성하기 위해 함께 결합된다. 모듈 로터가 논모듈 로터보다 필드 장착시에 더 적은 시간을 요구할지라도, 이들은 가스 유동 영역을 차지하는 개별 다이아프램 플레이트의 2배를 요구하고 포스트 직경과 동일 사이즈의 로터를 위한 적은 열 전달 영역을 허용한다. 또한, 이들은 모든 부품이 다이아프램 위치에서 서로 인접 모듈을 핀고정시킬 필요가 있으므로 강한 부품이다.

대부분의 모듈과 논모듈 로터 설계는 상술한 바와 같이 스테이 플레이트를 포함한다. 스테이 플레이트는 로터 구조를 보강하고 바스켓을 지지한다. 바스켓이 스테이 플레이트 구획에 축 방향으로 삽입되고 맞추어지므로, 바스켓은 장착과 제거가 용이하도록 작게 되어야 한다. 작은 설정은 바스켓 각각의 주변 둘레에 갭을 제공한다. 이것은 열 전달 유동을 위해 활용가능한 바스켓의 자유 영역을 줄이고 바스켓 둘레에 유동 바이패스 갭을 발생한다. 결과적으로 어떤 특정 성능 요구 조건을 위해 큰 공기 예열기의 선택 및 공기 예열기 효율이 줄어들게 된다.

본 발명은 일반적으로 공기 예열기로서 사용되는 로터리 재생 열 교환기에 관한 것으로, 모듈 및 논모듈(non-modular) 구성 방법 양자의 이점을 조합하는 향상된 로터리 구조에 관한 것이며, 특히 세미 모듈 로터 구조를 갖는 공기 예열기용로터 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 로터리 재생 공기 예열기의 일반적인 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 논모듈 숍 조립식 로터의 평면도.

도 3은 로터의 위치에서 열 교환 바스켓을 설명하는 도 2의 선 3-3을 따라 절취된 횡단면도,

도 4는 축에 부착되고 제위치로 이동되는 로터 축 둘레에 배치된 모듈을 설명하는 종래 기술의 모듈 로터를 위한 3개의 섹터 모듈을 도시하는 로터 일부분의 분해도.

도 5는 로터 축과 서로에 부착되고 제위치로 이동되는 필드 장착된 부품과 숍 조립된 모듈을 도시한 본 발명의 세미 모듈 로터의 일부분의 분해도.

도 6은 제위치에 열 교환 바스켓을 도시하는 본 발명의 조립식 세미 모듈 로터 일부분의 횡단면도.

본 발명은 로터리 재생 열 교환기용 로터 구조에 관한 것이며, 특히 상기 로터는 정상적인 모듈 로터의 이중 플레이트 다이아프렘을 제거하고 정상적인 논모듈로터의 완전한 숍 조립체의 높은 비용을 감소시키기 위해 솝 조립식 섹터 모듈과 필드 조립식 부품의 조합을 제조된다. 적합한 실시예에 있어서, 숍 조립식 모듈은 주로 로터 사이즈에 따라 하나 또는 두 개 이상의 섹터를 포함하고, 필드 조립식 부품은 이격된 숍 조립식 모듈 사이에 고정된다. 본 발명은 스테이 플레이트를 제거하고, 다이아프램 사이로 연장하고 바스켓이 지지되는 개구 지지체를 형성하는 지지체 격자를 대체한다. 바스켓은 축방향 대신에 방사방향으로 섹터에 적재된다. 이것은 바스켓 둘레와 바스켓 아래에서 갭을 위한 필요성을 제거한다. 이들 지지 격자는 숍 조립식 모듈의 일부이고, 또한 필드 조립체를 정확하게 촉진하는 필드 조립식 부품의 일부이다.

도 1은 로터(14)가 화살표 18로 지시된 바와 같이 회전하기 위해 포스트 (16) 또는 구동 축에 장착된 하우징(12)을 나타내는 통상적인 공기 가열기의 부분 절결 사시도를 나타낸 도면이다. 로터는 다수의 바스켓 모듈(22)을 구비하는 각 섹터와 다이아프램(34)으로 한정된 각 섹터를 갖는 복수의 섹터(20)로 구성된다. 바스켓 모듈은 열 교환면을 구비한다. 하우징은 유동 불침투 섹터 플레이트(24)에 의해 유동 가스 측부와 공기 측부로 나누어진다. 또한, 대응하는 섹터 플레이트(24)는 유니트의 바닥에 위치된다. 고온 유동 가스는 가스 입구 덕트(26)를 통하여 공기 가열기에 들어가고, 열이 로터에 전달된 다음에 가스 출구 덕트(28)를 통하여 배출되는 로터를 통하여 유동한다. 역류 공기는 입구 덕트(30)를 통하여 유입되고, 그것이 열을 받아들이고 이어서 공기 출구 덕트(32)를 통하여 배출되는 로터를 통하여 유동한다.

이하, 종래 기술의 숍(shop) 조립식 논모듈(non-modular) 형태의 로터 일부분의 평면도를 도시하는 도 2를 참조하면, 다이아프램(34)은 로터의 허브(36) 또는 중심부와 로터 쉘(38) 사이에 방사방향으로 연장한다. 스테이 플레이트(40)가 이격된 간격으로 다이아프램(34)에 부착되고 다이아프램 사이로 연장하므로써 스테이 플레이트 구획(42)이 형성된다. 바스켓 모듈(22)은 각 스테이 플레이트 구획에 적층된다. 상기 바스켓 모듈(22)중 하나가 상기 도 2에 도시되어 있고 나머지 구획(42)은 비어 있다. 이들 바스켓 모듈(22)이 상부로부터 적재되어 제거되므로, 갭(44)은 적재하고 제거하기 용이하도록 각 바스켓 둘레에 제공된다. 상기 갭(44)은 로터에 수용될 수 있는 바스켓의 사이즈를 감소시키므로써, 열 전달 영역과 열효율이 감소되어 가스용 바이패스 갭을 생성한다.

상기 종래 기술의 논모듈, 숍 조립식 로터를 더 이해시키기 위해, 제위치에 모듈 바스켓(22)을 도시하는 것을 제외하고는 도 2의 선 3-3을 따라 절취한 도 3을 참조한다. 또한, 상술된 바와 같이 저온 단부 바스켓(46)을 도시한다. 용접 등에 의해 다이아프램(34)에 부착된 스테이 플레이트(40)는 단면로로 도시된다. 적층된 바스켓(22)이 지지된 바스켓 지지 부재(48)는 각 스테이 플레이트(40)의 바닥에 부착된다. 또한, 바스켓 지지 부재(48)는 도 2에서 참조할 수 있다.

상술되고 저온 단부 바스켓으로 언급된 다른 세트의 바스켓(46)은 로터의 저온 단부와 바스켓 모듈(22)의 설비 아래에서 로터에 배치된다. 저온 단부 바스켓은 저온 단부 온도에서 바스켓상에 압축될 수 있는 유동 가스 스트림의 부품의 부식 효과에 종속된다. 설명된 종래 기술의 공기 예열기에서, 저온 단부 바스켓(46)은 상부로부터 라기 보다 오히려 로터의 주변으로부터 방사방향으로 삽입되고 참조부호 50으로 지시된 격자 또는 트러스트 구조상에 지지되어 있으며 또한, 도 2에 도시된다. 따라서, 스테이 플레이트(40)는 갭(44)이 도시된 도 3을 참조하면 다이아프램의 높이 보다 짧다. 저온 단부 바스켓이 부식에 영향을 받고, 더욱 자주 대체할 필요가 있으므로, 고온 단부 바스켓을 제거할 필요없이 용이하게 제거할 수 있다.

도 4는 모듈, 필드 조립식 로터인 종래 기술의 공기 예열기의 다른 기본 형태를 도시한 도면이다. 상기 로터는 섹터 모듈(52)로부터 필드에 조립된다. 각각의 섹터 모듈(52)은 도 2에 도시된 숍 조립된 로터의 섹터와 동일하게 구성된다. 주요 한 차이는 최종 로터가 인접 모듈의 인접 다이아프램(34)에 의해 발생된 이중층 다이아프램을 갖는 것이다. 즉, 논모듈 로터로서 다이아프램(34)의 두배가 된다. 이것은 주어진 로터 사이즈를 위해 더 적은 열 전달 영역을 허용하는 이중 다이아프램의 부가된 정면 영역을 크게 부가한다. 모듈 열 교환 바스켓(22) 및 저온 단부 바스켓(46)은 도 3에 도시된 바와 같이 논모듈 로터와 동일한 상기 섹터 모듈(52)에 위치되어 지지된다. 모듈(52)은 제위치에 핀 고정되어 로터 허브(36)에 삽입되는 내부 단부상의 러그(54) 또는 피팅을 포함한다.

이제, 본 발명으로 돌아가서 도 5 및 도 6을 참조하면, 로터는 숍 조립식 모듈 사이에 위치되고 어떤 이중 다이아프램 없이 로터 구성을 완료하는 일련의 필드 조립식 부품 및 일련의 숍 조립식 모듈(56)로 조립된다. 숍 조립식 모듈(56)은 도 5에 도시된 바와 같이 3개의 다이아프램(34)과 2개의 섹터(58, 60)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 숍 조립식 모듈(56)은 숍 조립 및 필드 조립 부품의 원하는 혼합을 지시하는 로터의 사이즈 및 다른 인자에 의존하는 1개만의 섹터 또는 3개 이상의 섹터로 형성될 수 있다. 실제로, 로터의 필드 조립식 부분은 완성된 로터를 형성하기 위해 교대로 숍 조립식 모듈 사이에 지지 격자 구조(66)를 삽입함으로써만 구성될 수 있는 몇몇 환경에서 가능하다. 각각의 숍 조립식 모듈(56)은 도 4의 러그(54)와 유사하나 2개의 섹터(58, 60)와 결합되기 때문에 큰 인보드 러그(55) 및 다이아프램(34)을 포함한다. 유사한 모듈 사이즈는 필드 조립식 부분이 모듈 러그를 포함하지 않으면 더 영향을 받는다.

숍 조립식 모듈(56)은 어떤 스테이 플레이트를 포함하지 않는다. 실제로, 다이아프램(34)는 지지 격자(62)에 의해 함께 묶여 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 격자(62)는 바스켓 모듈(22) 및 저온 단부 바스켓 모듈(46)을 위한 지지부를 형성한다. 격자는 이들이 강성 로터를 제공하고 바스켓을 지지할 수 있는 한 어떤 소정 구조 및 형태일 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 발명의 로터는 도 2 및 도 4에서와 같이 축방향으로 또는 덕트 적재된 로터라기 보다 오히려 방사방향으로 적재된 로터이다.

도 5에 지시된 바와 같이, 숍 조립된 모듈(56)은 그들 사이에 개방 공간을 남겨두는 이격된 위치에서 로터 축 또는 허브(36)에 부착된다. 이어서 필드 조립식 로터의 나머지 부품은 상기 공간에 위치된다. 필드 조립된 부품은 모듈 러그, 다이아프램 조립체(64) 및 격자 조립체(66)를 포함한다. 모듈 러그 및 다이아프램 조립체(64)는 실질적으로 각각의 다이아프램(34)과 동일한 다이아프램(68) 및 실질적으로 러그(55)와 동일한 러그(70)를 포함한다. 격자 조립체(66)는 숍 조립식 모듈(56)의 일부분을 형성하는 격자(62)와 실질적으로 동일하다. 상기 격자(66)는 숍 조립된 모듈(56)의 격자(62)와 비교가능하다. 상기 격자(66)는 로터 구조를 완성하기 위해 용접함으로써 격자(68)와 숍 조립된 모듈(56) 사이에 양호하게 접착된다. 격자(66)는 도 6에 도시된 바와 같이 숍 조립된 모듈(56)의 격자(62)와 동일한 로터내의 각각의 바스켓 레벨에 배치된다. 물론, 숍 조립식 모듈(56)과 필드 조립된 부품(64, 66)의 배치는 완전한 로터 구조를 형성하기 위해 허브(36) 둘레의 방향으로 모두 연속된다. 예들 들면, 24 섹터를 가지는 로터는 12 섹터(설명된 모듈 당 2개의 섹터로 가정)를 가진 6 숍 조립식 모듈 및 전체 24 섹터를 위한 12 섹터를 가진 필드 조립식 부품의 6 세트를 가질 수 있다.

본 발명은 모듈 및 논모듈 로터 구조 양자의 이점을 포함하고 각각의 몇몇 단점을 해소한다. 지지 격자의 사용과 관련하여 모듈 설계의 이중 다이아프램을 제거하고 스테이 플레이트를 제거함으로써, 열 전달면을 위해 활용가능한 허용 공간이 증가된다. 또한, 주변을 통하여 바스켓의 설비와 함께 지지 격자의 사용은 바스켓이 서로 및 다이아프램과 부착된 섹터안에 용접될 수 있는 것을 의미한다. 이것은 바스켓 둘레의 갭을 위한 필요성을 제거하고, 로터 구조를 강화하며, 더욱이 활용가능한 열 전달 자유 영역 및 열 효율을 증가시킨다.

Claims (4)

1. 로터 허브와 모듈 열 전달 바스켓을 지지하기 위해 로터를 복수의 섹터로 구획하는 상기 허브로부터 방사방향 외향으로 연장하는 복수의 다이아프램 플레이트를 갖는 공기 예열기용 로터 제조 방법에 있어서, 각 섹터의 측부를 따라 연장하는 방사방향으로 연장된 다이아프램 플레이트와, 상기 모듈 열 전달 바스켓을 지지하기 위한 각 섹터의 상기 다이아프램 플레이트 사이에 장착된 하나 이상의 지지 격자와, 상기 로터 모듈을 로터 허브상에 장착하기 위해 다이아프램 플레이트에 부착된 수단을 포함하고, 하나 이상의 섹터를 각각 구비하는 복수의 로터 모듈을 조립하는 단계와, 방사방향으로 연장하는 독립적인 다이아프램 플레이트와 상기 독립적인 다이아프램 플레이트를 로터 허브상에 장착하기 위한 수단을 각각 구비하는 복수의 다이아프램 조립체를 형성하는 단계와, 상기 로터 섹터에 장착되고 상기 모듈 열 전달 바스켓을 지지하기 위한 복수의 분리 지지 격자를 형성하는 단계와, 상기 복수의 로터 모듈을 이격된 간격으로 상기 로터 허브상에 장착하는 단계와, 상기 이격된 로터 모듈 사이의 상기 각 간격에서 상기 로터 허브상에 복수의 다이아프램 조립체중 하나를 장착함으로써 상기 다이아프램 조립체 및 인접한 상기 로터 모듈 사이와 상기 다이아프램 조립체 각각의 각 측부상에 섹터 공간을 형성하는 단계, 및 상기 다이아프램 조립체와 상기 인접한 로터 모듈 사이에서 상기 섹터 공간 각각에 상기 복수의 분리 지지 격자중 하나 이상을 장착하는 단계를 포함하는 공기예열기용 로터 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 각 로터 모듈은 2개 이상의 섹터를 포함하는 공기 예열기용 로터 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 각 섹터는 복수의 지지 격자를 포함하는 공기 예열기용 로터 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 다이아프램 조립체는 상기 이격된 로터 모듈 사이의 중간에 상기 간격으로 장착된 공기 예열기용 로터 제조 방법.