KR840000335B1 - 회전 재생식 열교환기의 신속이탈기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전 재생식 열교환기의 신속이탈기구

제1도는 본 발명을 실시한 회전재생식 열교환기의 횡단면도.

제2도는 부채꼴판을 회전자 기둥에 밀봉한 상태에 있어서의 본 발명에 따른 신속이탈기구를 상세히 보여주는 확대단면도.

제3도는 신속이탈기구가 구동한 상태를 보여주는 확대단면도.

본 발명은 회전 재생식 열교환기의 신속이탈기구에 관한 것이다. 이러한 열교환기에 있어서 내부에 가득채워진 요소판으로 통상적으로 구성되는 열흡수 재료인 질량체는 먼저 고온가스통로에 위치하여 이 통로를 통과하는 고온가스로 부터 열을 흡수한다. 따라서, 열흡수요소판은 고온가스로부터 가열된 후 저온 유체통로로 이동되고, 가열된 요소판은 여기서 그열을 이 통로를 통과하는 저온공기 또는 다른 저온유체로 전달한다.

열흡수 요소판은 고온유체와 저온유체 사이를 회전하는 회전자의 내부에 들어있고, 이 회전자의 양단부에 배설된 구멍이 형성된 부채꼴판을 포함하는 하우징 구조물은 회전자를 에워싸도록 구성되어 있다. 고온유체와 저온유체의 혼합 및 누설을 방지하기 위해 회전자의 양단에는 가요성 밀봉부재가 배설되어 있다. 따라서, 밀봉부재는 회전자하우징의 인접부분에 탄성적으로 접촉함과 아울러 회전자의 기계적 하중과 열변형으로 인해 생기는 하향만곡 또는 다른 비틀림에 탄성적으로 적응한다.

회전자가 그 축선주위를 자유롭게 회전할 수 있도록 하기위해서는 회전자와 회전자 하우징의 회전자 대면부분과의 사이에 일정한 최소 간극을 형성시켜둘필요가 있지만, 이러한 간극을 지나치게 크게하면 유체가 과도하게 누설될 우려가 있기 때문에 피해야 한다. 그렇지만, 회전자와 회전자 하우징의 급격한 온도 변화 및 팽창에 의한 일시적인 상태하에서는 유체 누설이 과도하게 일어날 수 있고, 그결과 밀봉효율이 저하될 수도 있다.

회전자와 이 회전자에 인접한 하우징구조물의 팽창은 온도가 최대로 되는 고온유체의 입구에 직접적으로 인접한 부분에서 최대가 된다. 회전자의 이와 같은 고온열유체 입구측의 단부는 "고온단부"라 칭하고, 이 "고온단부"에 있어서의 밀봉효과의 저하를 보상하는 배치가 미합중국 특허 제3,786,869호의 명세서 내에 기술되어 있다. 이 미합중국 특허에 있어서는 평평한 부채꼴판은 하우징에 의해 지지된 지점을 중심으로 피버트 되어있다. 다른 미합중국 특허 제4,124,063호의 명세서는 부채꼴판을 회전자에 의해 초래되는 열변형에 따라 정확히 변형시키도록 하여주므로써 유체누설을 감소시킬 수 있도록한 배치를 기술하고 있다. 이러한 배치는 통상의 작동상태에 대해서는 유효하지만 급격한 온도에 의해 회전자 및 회전자 하우징 사이에 팽창의 차가 생기면 이들이 서로 간섭하여 과도한 마모가 일어날 수 있고 아울러 그 기능이 저하될 수도 있다.

본 발명은 회전자의 열변형에 정확히 대처하도록 구성된 부채꼴판을 밀봉관계 위치로 부터 신속히 후퇴시켜 회전자의 위치를 결정하는 온도의 급격한 변화에 따라서 회전자 및 회전자 하우징 사이의 충돌을 일으키지 않도록 하는 회전재생식 열교환기용 신속이탈기구를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본발명의 양호한 하나의 실시예에 대해 기술한다. 열교환기는 회전자를 가지며, 이 회전자는 중앙 회전자 기둥(12)과 이 회전자기둥(12)으로 부터 동심의 간격을 이루도록 설치되어 회전자기둥(12)과의 사이에 환상공간을 형성하는 회전자하우징(14)으로 구성됨과 아울러 상기 환상공간은 열흡수적료(16)의 질량체로 충진된다. 열흡수재료(16)를 수용하는 회전자는 구동기구에 의해 그 축을 중심으로 천천히 회전하며, 아울러 열흡수재료(16)는 한쪽을 통과하는 가열유체로 부터 열을 흡수하여 이것을 그 반대쪽을 통과하는 가열하려고 하는 유체로 전달한다.

고온가스 또는 다른 가열유체는 입구도관을 통해 열교환기로 들어가서 열흡수재료(16)를 횡단 하면서 이 재료(16)를 가열시킨후 입구 도관과는 간격을 이루며 배치되어 있는 출구도관을 통하여 배출된다. 저온공기 또는 다른 가열하려고 하는 유체는 입구도관을 통해 열교환기로 들어가서 가열된 열흡수재료(16)를 횡단하여 흐른후 출구도관을 통해 배출된다. 이 저온 공기용 출구도관에는 통상적으로 송풍기가 접속되어 있다. 저온공기는 가열된 열흡수재료(16)를 횡단할 때 이 재료로 부터 열을 흡수하고, 그리고나서 최종적으로 사용되는 장소로 보내어진다.

원통형 하우징은 회전자와의 사이에 환상공간(18)을 형성하게하는 간격으로 회전자 주위에 배치된다. 회전자의 단부와 이 회전자의 단부에 인접한 하우징 구조물과의 사이에 개재된 부채꼴판(26)은 중간에 간격을 두고 고온가스 및 저온공기의 흐름을 유입 및 배출하는 개구에 가로놓여져 있다. 고온가스 또는 저온공기의 흐름이 회전자를 바이패스하지 않도록 하기 위해 회전자의 단부 가장자리에 가요성 밀봉장치(30)를 배설함과 아울러 이것을 회전자 하우징의 인접면과 서로 접하게하여 그 사이의 유체흐름을 방지하도록 하는 것이 하나의 관례로 되어있다.

여기에 한정된 형식의 표준적인 열교환기에 있어서, 고온가스는 열교환기의 상부로 유입한다음, 출구도관으로 부터 저온가스로 되어 배출되기전에 회전자 내의 열흡수재료에 그가 보유하고 있는 열을 전달한다. 저온공기용의 입구는 저온가스(가열유체) 출구에 인접한 열교환기의 하부에 가로놓여져 있어서 열교환기의 하부는 "저온단부"라 칭하고, 한편 고온공기(가열 하려고 하는 유체) 출구가 가열가스 입구에 인접하여 가로놓여져 있는 열교환기의 상부는 "고온단부"라고 칭한다. 그런고로, 회전자의 "고온단부"는 최대의 열팽창에 노출되고, 반면 "저온단부"는 그보다는 적은량의 열변형에 노출되는 것이 명백해진다.

따라서, 회전자 하우징과 이 하우징에 의해 둘러싹인 회전자의 인접단부와의 최대 열팽창이 고온가스 또는 다른 가열유 체용의 입구에 인접하는 회전자의 상부에서 발생하고, 이것에 의해 "고온단부"라 불리우는 회전자의 상부는 팽창하여 뒤집힌 접시모양으로 되고, 이 상태를 회전자의 "하향 만곡"이라고 부른다. 회전자 및 이 회전자를 둘러싹는 하우징이 이와 같이 상대적으로 팽창한 결과, 그 상이의 간극이 중대함과 아울러 상대적으로 자유롭게 이동할 수 있는 부품간의 유체누설이 증대하고, 또한 밀봉효과의 저하를 일으킬 수도 있다.

하측의 지지베어링(22)은 하우징 구조물에 단단하게 설치되어서 중앙 회전자 기둥(12)을 그 수직축선에서 회전시킬 수 있도록 지지하는 한편, 회전자 하우징에 의해 지지된 상축 지지베어링 또는 안내베어링(24)은 회전자의 횡방향 이동을 방지 함과 아울러 회전자기둥의 팽창에 따라 수직방향으로 움직인다.

이 분야의 현재의 기술에 있어서, 부채꼴판(26)의 내측단은 행거(28)에 의해 지지되고, 이 행거(28)는 축선방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 안내베어링(24)에 의해 자유로 구동하도록 지지 되어있다. 부채꼴판(26)의 외측단은 부채꼴판(26)이 회전자의 인접단면에 외형에 실질적으로 적합하는 뒤집힌 접시형상의 외형이 되도록 구동장치(32)에 의해 밀려내려 오기때문에 부채꼴판(26)의 반경방향의 내측단은 실질적으로 평평한형상으로 되는반면 그 반경방향의 외측단은 하측으로 압력을 받게된다.

부채꼴판(26)은 회전자의 인접면의 외형과 동일한 외형이 되도록 힘을 가하는 장치는 본 출원인의 특허인 미합중국 특허 제4,124,063호의 명세서에 기술되어 있다. 이 특허의 장치에 의하면, 회전자와 회전자 하우징과의 사이의 밀봉관계는 일정하게 유지되어서 그사이의 유체누설은 최소로 되어있다.

그렇지만, 때로는 열교환기가 급격한 온도변화에 노출되면 회전자 및 회전자에 인접한 부채꼴판(26) 사이의 팽창비가 급격히 변화하고, 이것에 의해 그 사이가 충돌하여 서로 간섭하는 수가 생긴다. 따라서, 본 질적으로 마찰에 대해서 자유로 작동하도 록되어 있는 회전자의 밀봉부재가 과도하게 마모되어버린다.

이와 같은 과도한 마모를 제거하기위해, 본 발명은 회전자의 변형에 적합하도록 신속히 변형시킬 수 있는 구동이 자유로운 부채꼴판이 회전자 또는 다른 가동부품으로 부터 자유로운 독립한 위치를 취하도록 신속히 해방되고, 이것에 의해 상호충돌 및 과도한 마모를 다소 또는 완전히 없앨 수 있도록 한 배치를 제공하고 있다.

본 발명에 의하면, 구동장치(36)는 이 장치의 회전에 의해 링크기구(34)를 상하로 이동시키는 구동나사(36)를 포함한다. 링크기구(26)는 부채꼴판(38)의 외측단에 핀(26)에 의해서 피버트 되고, 이것에 의해 부채꼴판(26)은 강제로 제2도에 도시된 바와 같이 회전자의 인접단면에 접하는 만곡상태를 취하게 됨과 아울러 그사이의 유체누설을 방지한다.

구동나사(34)는 피버트핀(42)에 의해 링크기구(36)의 상단에 피버트된 축부(35)를 포함하고, 이것에 의해 인장력 또는 압축력이 일렬로 배열된 링크기구(36)를 거쳐 부채꼴판(26)의 단에 하향으로 가해진다.

레버(46)의 후크(44)는 중앙피버트핀(48)을 링크기구(36)의 양단의 피버트핀(38 및 42)과 일직선으로 배열시키도록 하기위해 상기 핀(48)을 보호지지하게끔 되어있다. 후크(44)는 부채꼴판(26)에 설치된 지지체에 참조번호 52로 표시된 곳에서 피버트 되어 있는 레버(46)의 일단에 형성되어있다. 레버(45)의 후크(44)의 반대측 단에는링(54)이 설치되고, 이 링(54)에 인장체인(56)이 연결되어있다. 링(54)의 수직상방의 단판의 개구는 체인(56)의 단올 수동 작동기(58)에 연결하도록 하기위해 형성되어있다. 작동기(58)를 수동으로 끌어올리면, 이것에 의해 레버(46)가 시계방향으로 회전하여 후크(44)가 핀(48)으로 부터 해방된다. 이렇게 해서 후크(44)가 핀(48)으로부터 해방되면, 레버(46)의 견부(62)가 핀(48)을 핀(38, 42)과의 정렬축선의 외측으로 이동시키고, 이것에 의해 이 핀(38 및 42)은 서로를 향해 이동하여 부채꼴판(26)을 제3도에 도시된 바와 같이 회전자의 단부의 밀봉부재(30)로 부터 떨어지게 한다.

비상상승링크기구를 부채꼴판(26)에 설치함과 아우러 레버(46)의 회전에 의해 부채꼴판(26)이 자동적으로 이동하지 않을 경우에, 상기 비상 상승링크기구가 부채꼴판(26)을 강제로 회전자의 인접단부로 부터 상향으로 떨어지도로 움직이게 한다. 이를위해, 수동회전 너트(66)가 볼트(68)에 나사결합되고, 이 너트(66)를 판(72) 상에서 회전시킴으로써 부채꼴판(26)에 참조번호 64로 표시된 곳에 피버트 되어있는 링크기구를 볼트(68)를 거쳐서 들어올린다.

Claims (1)

1. 중앙회전자 기둥(12) 및 이 회전자기둥으로부터 동심의 간격으로 배치되어 회전자기둥과의 사이에 환상공간을 형성하는 원통형 회전자하우징(14)을 포함하는 회전자와, 이 회전자기둥 및 회전자 하우징 사이의 환상공간내에 채워져 있는 열흡수재료인 질량체(16)와, 회전자와의 사이에 환상공간(18)을 형성하게하는 간격으로 회전자 주위에 배치됨과 아울러 가열유체 및 가열하려고 하는 유체를 위한 입구도관 및 출구도관을 가지는 원동형 하우징 구조물과, 상기 회전자를 그 축선 주위에서 회전할 수 있도록 지지하는 지지베어링(22)과, 상기 회전자의 지지베어링과는 반대측단에 설치됨과 아울러 상기 회전자 기둥의 반경방향 이동을 방지하는 안내베어링(24)으로 구성된 회전 재생식 열교환기에 있어서, 피버트핀(42, 48, 38)에 의해 구동나사(34)의 축부(35)와 부채꼴판(26)의 단부사이에 선회가능하게 설치되는 링크기구(36)와, 작동기(58)의 상승과 동시에 시계방향으로 회전하여 중앙피버트핀(48)과 후크(44)의 결합에 의해 일렬로 배열된 링크기구(36)를 해탈시키도록 하는 레버(46)로 구성됨을 특징으로 하는 회전재생식 열교환기의 신속이탈기구.

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