KR19990087083A - 세미 모듀울 로우터 구성을 가진 공기 예열기 - Google Patents

Abstract

로터리 재생 공기 예열기의 로우터(14)는 종래 모듈러 로우터(14)의 이중 플레이트 다이아프램(34)을 제거하도록 필드 조립된 소자 및 숍 조립된 로우터 섹터 모듀울(56)의 조합으로 제조된다. 숍 조립된 모듀울(56)은 로우터 허브(36) 둘레에 이격진 이격 숍 조립된 모듀울(56) 사이에 적당한 필드 조립된 소자와 하나 이상의 격자(66)를 포함한다. 다이아프램 플레이트(68) 사이의 지지 격자(66)는 주변으로부터 방사상으로 로우터(14)안에 적재된 모듀울 열 교환 바스켓(22)을 지지한다.

Description

세미 모듀울 로우터 구성을 가진 공기 예열기

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

로터리 재생 공기 예열기와 같은 종래 로터리 열 교환기에 있어서, 원통형 로우터는 로우터 포스트로부터 로우터의 외부 주변 쉘(shell)로 연장되는 다이아프램으로서 언급된 복수의 방사상 칸막이에 의해 복수의 섹터형 구획부로 나누어지고 수직 중심 로우터 포스트로 배치되어 있다. 상기 섹터형 구획부는 일반적으로 적층된 플레이트형 소자로 형성된 다량의 열 흡수 재료를 포함하는 모듈러 열 교환기 바스켓에 적재되어 있다.

상기 열 교환기의 로우터는 논모듈러, 숍 조립된 로우터 또는 모듈러 로우터중 어느 하나에 형성되어 있다. 논모듈러 로우터는 로우터 포스트에 각각 접촉된 일련의 다이아프램을 포함하고 로우터 쉘 외부로 연장됨으로써 로우터를 섹터로 나눌 수 있다. 부가로, 각 섹터는 이격진 간격으로 다이아프램 사이를 연장하는 스테이 플레이트에 의해 다수의 구획부로 나누어진다.

이어서 모듈러 열 교환기 바스켓은 상단부(덕트 단부)로부터 상기 구획부로 축선으로 적재되어 있다. 논모듈러 로우터는 대부분의 로우터 구조가 일차적으로 숍 조립되고 이어서 선적을 위해 적어도 부분적으로 해제되므로 노동 집약적이다. 결과적으로 필드 설치와 제조하는데 소요되는 시간이 많이 든다.

본 발명은 공기 예열기로서 일반적으로 사용된 로터리 재생 열 교환기에 관한 것으로, 특히 양 모듈러 및 논모듈러 구성 방법의 이점을 가지는 향상된 로터리 구조체에 관한 것이다.

도 1은 종래 로터리 재생 공기 예열기의 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 넌모듀울 숍 조립된 로우터의 평면도,

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

도 4는 축에 접촉되고 위치안에 이동될 로우터 축 둘레에 배치된 모듀울을 설명하는 종래 기술 모듀울 로우터를 위한 3개의 섹터 모듀울을 나타내는 로우터 일부를 분리하여 나타낸 도면,

도 5는 로우터 축과 서로에 접촉되고 위치안에 이동될 필드 설치된 부품과 숍 조립된 모듀울을 나타내는 본 발명의 세미 모듀울 로우터의 일부를 분리하여 나타낸 도면,

도 6은 제위치의 열 변환 바스켓을 나타내는 본 발명의 조립된 세미 모듀울 로우터 일부분의 횡단면도.

모듈러 로우터는 완전 로우터안에 필드 조립된 일련의 숍 조립된 섹터 모듈러로 구성되어 있다. 각각의 섹터 모듈러는 스테이 플레이트로 결합된 상기 2개의 다이아프램을 가진 각각의 측부에 다이아프램 플레이트를 가진다. 상기 모듈러가 필드의 로우터안에 조립될 때, 인접 모듈러의 다이아프램 플레이트는 이중 플레이트된 다이아프램을 형성하기 위해 함께 결합되어 있다. 모듈러 로우터가 논모듈러 로우터보다 필드 설치에 드는 시간을 작게 요구할지라도, 그것은 가스 유동 영역을 차지하는 개별 다이아프램 플레이트의 2배를 요구하고 포스트 다이아미터 및 동일 크기의 로우터를 위한 적은 열 전달 영역을 허용한다. 또한, 그것은 모든 부품이 다이아프램 위치에서 서로 인접 모듈러를 핀고정시킬 필요가 있으므로 강한 부품이다.

대부분의 모듈러와 논모듈러 로우터 설계는 이미 설명된 바와 같이 스테이 플레이트를 포함한다. 스테이 플레이트는 로우터 구조를 보강하고 바스켓을 지지한다. 바스켓이 스테이 플레이트 구획부에 축선으로 삽입되고 맞추어지므로, 바스켓은 설치와 제거가 용이하도록 작게 되어야 한다. 작은 설정은 바스켓 각각의 페리미터 둘레에 갭을 제공하여 관련이 이루어진다. 이것은 열 전달 유동을 위해 활용가능한 바스켓의 자유 영역을 줄이고 바스켓 둘레의 유동 바이패스 갭을 발생한다. 결과적으로 어떠한 특정 성능 요구조건을 위해 큰 공기 예열기의 선택 및 공기 예열기 효율이 줄어들게 된다.

도 1은 로우터(14)가 화살표(18)로 지시된 바와 같이 회전하기 위해 포스트(16) 또는 구동 축에 설치된 하우징(12)을 나타내는 종래 공기 가열기의 부분 사시도를 나타낸 도면이다. 로우터는 다수의 바스켓 모듀울(22)을 구비하는 각 섹터와 다이아프램(34)로 한정된 각 섹터를 가진 복수의 섹터(20)로 구성되어 있다. 바스켓 모듀울은 열 변환 표면을 구비한다. 하우징은 유동 불침투 섹터 플레이트(24)에 의해 유동 가스 측부와 공기 측부로 나누어진다. 또한, 대응 섹터 플레이트(24)는 유니트의 바닥에 위치된다. 고온 유동 가스는 가스 입구 덕트(26)를 통하여 공기 가열기에 들어가고, 열이 로우터로 이동되고 이어서 가스 출구 덕트(28)를 통하여 배출되는 로우터를 통하여 유동된다. 역류 공기는 입구 덕트(30)를 통하여 유입되고, 그것이 열을 받아들이고 이어서 공기 출구 덕트(32)를 통하여 배출되는 로우터를 통하여 유동된다.

이하, 논모듀울 형태로 조립된 종래 기술 숍의 로우터 일부의 평면도를 나타내는 도 2에 의거하여, 다이아프램(34)은 로우터의 허브(36) 또는 중심부와 로우터 쉘(38) 사이에 방사상으로 연장된다. 스테이 플레이트(40)가 이격된 간격으로 다이아프램(34)에 접촉되고 다이아프램 사이에 연장되어 스테이 플레이트 구획부(42)가 형성된다. 바스켓 모듀울(22)은 각 스테이 플레이트 구획부안에 적층된다. 상기 하나의 바스켓 모듀울(22)은 상기 도 2에 도시되어 있고 나머지 구획부(42)는 비어 있다. 상기 바스켓 모듀울(22)이 적재와 제거가 용이하도록 각 바스켓 둘레에 모두 제공되어 있다. 상기 갭(44)은 로우터에 수용될 수 있는 바스켓의 크기가 줄어들어, 열 이동 영역과 열효율이 감소되고, 가스용 바이패스 갭이 발생된다.

상기 종래 논모듀울, 숍 조립된 로우터를 부가적으로 이해시키기 위해, 그것이 제위치의 모듀울 바스켓(22)을 나타낸 것을 제외하고 도 2의 선 3-3을 따라 절취된 도 3을 참고한다. 또한, 그것은 설명된 바와 같이 저온 단부 바스켓(46)을 나타낸다. 스테이 플레이트(40)는 횡단면으로 도시되고 용접 등에 의해 다이아프램(34)에 접촉되어 있다. 적층된 바스켓(22)이 지지된 바스켓 지지 부재(48)는 각 스테이 플레이트(40)의 바닥에 접촉되어 있다. 또한, 바스켓 지지 부재(48)는 도 2에 도시될 수 있다.

상술되고 저온 단부 바스켓으로 언급된 다른 세트의 바스켓(46)은 로우터의 저온 단부와 바스켓 모듀울(22) 설비 아래의 로우터에 위치되어 있다. 저온 단부 바스켓은 단부 저온에서 바스켓상에 압축될 수 있는 연료 가스 스트림의 부품의 부식 효과에 종속된다. 설명된 종래 기술 공기 예열기에서, 저온 단부 바스켓(46)은 상부로부터 보다 오히려 로우터의 주변으로부터 이미 삽입되어 있고 격자 또는 트러스트 구조물상에 지지되어 있으며 또한, 도 2에 도시되어 있다. 그러므로, 스테이 플레이트(40)는 갭(44)이 도시된 도 3에 도시된 바와 같이 다이아프램의 높이 보다 짧다. 저온 단부 바스켓은 부식에 영향을 받고, 더욱 개방적으로 대치할 필요가 있으며, 고온 단부 바스켓을 제거할 필요없이 제거할 수 있다.

도 4는 모듈러, 필드 조립된 로우터인 종래 기술 공기 예열기의 다른 기본 형태가 나타난 도면이다. 상기 로우터는 섹터 모듀울(52)로부터 필드에 조립되어 있다. 각각의 섹터 모듀울(52)은 도 2에 도시된 숍 조립된 로우터의 섹터와 동일하게 구성되어 있다. 주요 차이는 로우터가 인접 모듀울의 인접 다이아프램(34)에 의해 발생된 이중층 다이아프램을 가진다. 즉, 논모듈러 로우터로서 다이아프램(34)의 두배가 된다. 모듈러 열 변환 바스켓(22) 및 저온 단부 바스켓(46)은 도 3에 도시된 바와 같이 논모듈러 로우터와 동일한 상기 섹터 모듀울(52)에 위치되고 지지되어 있다. 모듀울(52)은 제위치에 핀 고정되고 로우터 허브(36)에 삽입되어 채택된 내부 단부상의 러그(54) 또는 피팅을 포함한다.

이하, 도 5, 6에 의거하여, 로우터는 숍 조립된 모듀울 사이에 위치되고 어떠한 이중 다이아프램없이 로우터 구성이 완성되는 일련의 필드 조립된 부품 및 일련의 숍 조립된 모듀울(56)로 조립되어 있다. 숍 조립된 모듀울(56)은 3개의 다이아프램(34)을 포함할 때 상기 도 5에 설명되고 2개의 섹터(58, 60)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 숍 조립된 모듀울(56)은 숍 조립되고 필드 조립된 부품의 원하는 혼합을 지시하는 다른 요소 및 로우터의 크기에 의존하는 1개 또는 3개 이상의 섹터로 형성될 수 있다. 실제로, 로우터의 필드 조립된 부분은 완성된 로우터를 형성하기 위해 교대로 숍 조립된 모듀울 사이의 지지 격자 구조체(66)를 삽입함으로써만 구성될 수 있는 몇몇 환경에서 가능하다. 각각의 숍 조립된 모듀울(56)은 그것이 2개의 섹터(58, 60)와 결합되므로 큰 것을 제외하고 도 4의 러그(54)와 유사한 인보드 러그(55) 및 다이아프램(34)을 포함한다. 유사 모듀울 크기는 필드 조립된 부분이 모듀울 러그를 포함하지 않으면 영향을 받는다.

숍 조립된 모듀울(56)은 특정의 스테이 플레이트를 포함하지 않는다. 실제로, 다이아프램(34)는 지지 격자(62)로 함께 걸려져 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 격자(62)는 바스켓 모듀울(22) 및 저온 단부 바스켓 모듀울(46)을 위해 지지부가 형성된다. 격자는 그것이 단단한 로우터를 제공하고 바스켓을 지지할 수 있는 한 특정의 양호한 구성 및 형태일 수 있다. 이미 설명된 바와 같이, 본 발명의 로우터는 도 2, 4에서와 같이 축선 또는 덕트 적재된 로우터 보다 오히려 방사상 적재된 로우터이다.

도 5에 지시된 바와 같이, 숍 조립된 모듀울(56)은 그것 사이의 개방 공간을 남겨두는 이격진 위치에서 로우터 축 또는 허브(36)에 부착되어 있다. 이어서 필드 조립된 로우터의 나머지 부품은 상기 공간에 위치되어 있다. 필드 조립된 부품은 모듀울 러그, 다이아프램 조립체(64) 및 격자 조립체(66)를 포함한다. 모듀울 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 조립된 모듀울(56)의 일부분을 형성하는 격자(62)와 실질적으로 동일하다. 상기 격자(66)는 숍 조립된 모듀울(56)의 격자(62)와 비교가능하다. 상기 격자(66)는 로우터 구조를 완성하기 위해 용접함으로써 격자(68)와 숍 조립된 모듀울(56) 사이에 양호하게 접착된다. 격자(66)는 도 6에 도시된 바와 같이 숍 조립된 모듀울(56)의 격자(62)와 동일한 로우터내의 각각의 바스켓 레벨로 위치된다. 물론, 숍 조립된 모듀울(56)과 필드 조립된 부품(64, 66)의 배치는 완전한 로우터 구조를 형성하기 위해 허브(36) 둘레의 방향에 모두 연속되어 있다. 예들 들면, 24 섹터를 가지는 로우터는 12 섹터(설명된 2개의 섹터 당 모듀울로 가정)를 가진 6 숍 조립된 모듀울 및 24 섹터의 전체를 위해 12 섹터를 가진 필드 조립된 성분의 6 세트를 가질 수 있다.

본 발명은 양 모듈러 및 논모듈러 로우터 구조의 이점을 포함하고 각각의 몇몇 불이점을 해소한다. 지지 격자의 사용과 관련하여 모듈러의 이중 다이아프램을 제거하고 스테이 플레이트를 제거함으로써, 열 전달 표면에 활용가능한 허용 공간이 증가된다. 또한, 주변을 통하여 바스켓의 설비와 함께 지지 격자의 사용은 바스켓이 서로 및 다이아프램과 접촉된 섹터안에 용접될 수 있는 것을 의미한다. 이것을 바스켓 둘레의 갭을 위한 필요를 제거하고, 로우터 구조를 강화하며, 부가로 활용가능한 열 전달 자유 영역 및 열 효율을 증가시킨다.

Claims (4)

1. 로우터 허브 및 모듈러 열 전달 바스켓을 지지하는 복수의 섹터안에 상기 로우터를 구획하는 상기 허브로부터 방사상 외부방향으로 연장되는 복수의 다이아프램 플레이트를 가지는 로터리 재생 공기 예열기용 로우터 제조 방법에 있어서,

   각 섹터의 측부를 따라 연장되는 방사상 연장 다이아프램 플레이트와, 상기 모듈러 열 전달 바스켓을 지지하기 위한 각 섹터의 상기 다이아프램 플레이트 사이에 설치된 하나 이상의 지지 격자와, 상기 로우터 모듀울을 로우터 허브상에 설치하기 위한 다이아프램 플레이트에 접착된 수단을 포함하고 하나 이상의 섹터를 각각 구비하는 복수의 로우터 모듀울을 조립하는 단계와,

   상기 독립적 다이아프램을 로우터 허브상에 설치하기 위한 수단 및 독립적 방사상 연장 다이아프램 플레이트를 각각 구비하는 복수의 다이아프램 조립체를 형성하는 단계와,

   상기 로우터 섹터에 설치되고 상기 모듈러 열 전달 바스켓을 지지하기 위한, 복수의 분리 지지 격자를 형성하는 단계와,

   상기 복수의 로우터 모듈러를 이격진 간격으로 상기 로우터 허브상에 설치하는 단계와,

   상기 이격진 로우터 모듀울 사이의 간격 각각에 상기 로우터 허브상에 복수의 다이아프랩 조립체중 하나를 설치함으로써 상기 다이아프램 조립체 및 인접한 상기 로우터 모듀울 사이와 상기 다이아프램 조립체 각각의 각 측부상에 섹터 공간을 형성하는 단계와,

   상기 다이아프램 조립체와 상기 인접 로우터 모듀울 사이의 상기 섹터 공간 각각의 복수의 분리 지지 격자중 하나 이상을 설치하는 단계를 포함하는 로터리 재생 공기 예열기용 로우터 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 각 로우터 모듀울은 2개 이상의 섹터를 포함하는 로터리 재생 공기 예열기용 로우터 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 각 섹터는 복수의 지지 격자를 포함하는 로터리 재생 공기 예열기용 로우터 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 다이아프램 조립체는 상기 이격진 로우터 모듀울 사이의 중간에 상기 간격으로 설치된 로터리 재생 공기 예열기용 로우터 제조 방법.