NO145930B

NO145930B - SEALING DEVICE FOR A ROTATING REGENERATIVE TYPE HEAT EXCHANGER.

Info

Publication number: NO145930B
Application number: NO800947A
Authority: NO
Inventors: Willy Berndt Lennart Arvidsson; Anders Sten Gustav Lindgren
Original assignee: Industriventilation Produkt Ab
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1982-03-15
Also published as: NO145930C; DK137780A; NO800947L; FI800948A; SE431585C; DK146864B; CA1134808A; SE7902943L; SE431585B

Description

Oppfinnelsen angår en tetningsanordning ved en regeierativ varmeveksler med et sylindrisk gjennomstrømnings-legeme som er av varmeabsorberende materiale og er roterbart montert i et stasjonært hus, ved hvilket det i hver av gjennomstrømningslegemets to gavlflater er anordnet et aksialt ringspor med bunn- og sidevegger, og ved hvilket det i hvert av disse spor rager inn en stasjonært anordnet, ringformet tetningsmansjett. The invention relates to a sealing device for a regenerative heat exchanger with a cylindrical flow-through body which is made of heat-absorbing material and is rotatably mounted in a stationary housing, in which an axial annular groove with bottom and side walls is arranged in each of the two end surfaces of the flow-through body, and in which a stationary, ring-shaped sealing sleeve protrudes into each of these grooves.

I varmevekslere av den nevnte type strømmer et fluidum gjennom én del av det sylindriske gjennomstrømnings-legeme for å avgi eller absorbere varme, mens et annet fluidum strømmer gjennom en annen del av legemet for å absorbere hhv. avgi varme. Legemet av varmeabsorberende materiale absorberer eller avgir varme i den førstnevnte del av legemet under strømningen av fluidum gjennom dette, og avgir eller absorberer varme under strømningen av fluidum gjennom den andre del av legemet. Denne varmeoverføring finner sted under den kontinuerlige rotasjon av legemet. Varmevekslere av denne type benytter ofte luft som varmeoverførende medium. Varmeveksleren vil således frembringe en viss grad av mot-stand mot luftstrømmen. Dette betyr at det vil eksistere et høyere trykk ved varmevekslerens separate innløp sammenliknet med trykket som eksisterer ved dennes utløp. For å hindre tap av virkningsgrad av varmeveksleren må det tas foranstalt-ninger for å unngå en strøm av luft mellom varmevekslerens innløp og utløp på annen måte enn gjennom selve gjennom-strømningslegemet. Legemet er vanligvis dannet av et skrue-linjeviklet, korrugert strimmelmateriale med mellomliggende avstandsstykker, og består f.eks. av aluminiumfolie hvis strømningspassasjer er dannet av strimmelmaterialets korru-geringer. Legemet har meget ofte en aksial skjevinnstilling som gjør det vanskeligere å forsegle eller tette varmevekslerens innløp og utløp. In heat exchangers of the aforementioned type, a fluid flows through one part of the cylindrical flow-through body to emit or absorb heat, while another fluid flows through another part of the body to absorb or give off heat. The body of heat-absorbing material absorbs or emits heat in the first part of the body during the flow of fluid therethrough, and emits or absorbs heat during the flow of fluid through the second part of the body. This heat transfer takes place during the continuous rotation of the body. Heat exchangers of this type often use air as a heat transfer medium. The heat exchanger will thus produce a certain degree of resistance to the air flow. This means that a higher pressure will exist at the heat exchanger's separate inlet compared to the pressure that exists at its outlet. In order to prevent a loss of efficiency of the heat exchanger, measures must be taken to avoid a flow of air between the inlet and outlet of the heat exchanger in a way other than through the flow-through body itself. The body is usually formed from a screw-line wound, corrugated strip material with spacers in between, and consists of e.g. of aluminum foil whose flow passages are formed by the corrugations of the strip material. The body very often has an axial misalignment which makes it more difficult to seal or seal the heat exchanger's inlet and outlet.

For å tilveiebringe en tetning mellom de nevnte innløp og utløp har det vært foreslått å benytte ringformede filtpakninger eller pakninger som består av et varmebe-standig materiale og ligger an mot gjennomstrømningslegemets omkrets-endeflater. Selv om disse filtpakninger er utført fjærende, er det likevel en fare for at pakningene med tiden ikke kan tilveiebringe en tilfredsstillende tetningsvirkning under en full omdreining av legemet. Således vil en uønsket lekkasje opptre mellom varmevekslerens innløp og utløp. In order to provide a seal between the aforementioned inlets and outlets, it has been proposed to use ring-shaped felt gaskets or gaskets which consist of a heat-resistant material and rest against the peripheral end surfaces of the flow-through body. Even if these felt seals are spring-loaded, there is still a danger that the seals cannot, over time, provide a satisfactory sealing effect during a full revolution of the body. Thus, an unwanted leak will occur between the heat exchanger's inlet and outlet.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en tetningsanordning ved varmevekslere av den innledningsvis angitte type som under drift tilveiebringer en effektiv tetning mellom varmevekslerens innløp og utløp, og som ikke utsettes for store lagerkrefter og likevel tilveiebringer en effektiv tetning. The main purpose of the invention is to provide a sealing device for heat exchangers of the type indicated at the outset which during operation provides an effective seal between the inlet and outlet of the heat exchanger, and which is not exposed to large bearing forces and yet provides an effective seal.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det i overensstemmelse med oppfinnelsen tilveiebrakt en tetningsanordning ved en varmeveksler av den innledningsvis angitte type, hvilken anordning er kjennetegnet ved at tetningsmansjetten er anordnet elastisk fjærende og har en tykkelse som er mindre enn ringsporets bredde, og at tetningsmansjettens kant slutter på avstand fra ringsporets bunn, for at tetningsmansjetten under forekommende trykkforskjell over tetningsanordningen skal ligge elastisk an mot Sn av sporets sidevegger. In order to achieve the above-mentioned purpose, in accordance with the invention, a sealing device has been provided for a heat exchanger of the type indicated at the outset, which device is characterized by the fact that the sealing sleeve is arranged elastically and has a thickness that is smaller than the width of the ring groove, and that the edge of the sealing sleeve ends at a distance from the bottom of the ring groove, in order for the sealing sleeve to lie elastically against Sn of the side walls of the groove during the resulting pressure difference across the sealing device.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det føl-gende under henvisning til tegningen som viser et eksempel på en utførelse av en tetningsanordning ifølge oppfinnelsen. The invention will be described in more detail in the following with reference to the drawing which shows an example of an embodiment of a sealing device according to the invention.

Den ene figur på tegningen viser et aksialt tverr-snittsriss av den ene halvdel av en varmeveksler som er ut-styrt med en tetningsanordning ifølge oppfinnelsen. One figure in the drawing shows an axial cross-sectional view of one half of a heat exchanger which is equipped with a sealing device according to the invention.

Varmeveksleren omfatter et sylindrisk gjennom-strømningslegeme 1 som er lagret i et stasjonært hus (ikke vist) for rotasjon om en akse som er angitt med den strek-punkterte linje på tegningen. Legemet kan være av hvilken som helst passende konstruksjon som er kjent i teknikken og som danner gjennomgående, aksiale fluidumpassasjer mellom legemets gavlflater 2a og 2b. Aksialt forløpende, periferiske, ringformede spor 3a, 3b er anordnet i de to gavlflater 2a, 2b nær legemets 1 omkrets. Disse ringformede spor er f8ret med støpestykker 4a, 4b som danner jevne eller glatte bunn- og sidevegger i sporene. The heat exchanger comprises a cylindrical flow-through body 1 which is stored in a stationary housing (not shown) for rotation about an axis which is indicated by the dash-dotted line in the drawing. The body may be of any suitable construction known in the art which forms continuous, axial fluid passages between the end surfaces 2a and 2b of the body. Axially running, circumferential, ring-shaped grooves 3a, 3b are arranged in the two end surfaces 2a, 2b near the circumference of the body 1. These annular grooves are lined with castings 4a, 4b which form smooth or smooth bottom and side walls in the grooves.

En tetningsmansjett 5a hhv. 5b som er understøttet av et stasjonært stativ eller en ramme 6a hhv. 6b, rager inn i hvert av de ringformede spor 3. Hver mansjett er for-bundet med en gassledning (ikke vist) for overføring av gass, såsom luft, gjennom legemet 1. Dersom gasstrømmen skjer i den retning som er angitt med pilen B, danner mansjetten 5a et innløp og mansjetten 5b et utløp for gassen. Mansjettene er fremstilt av et fjærende eller elastisk materiale, såsom et nålefiltmateriale, en syntetisk gummi eller et harpiksmateriale. Når legemet 1 roteres om den nevnte akse i retning av pilen A, kan tetningsanordningen ifølge oppfinnelsen tåle en aksial skjevinnstilling av legemet, A sealing sleeve 5a or 5b which is supported by a stationary stand or a frame 6a or 6b, project into each of the annular grooves 3. Each cuff is connected to a gas line (not shown) for the transfer of gas, such as air, through the body 1. If the gas flow occurs in the direction indicated by arrow B, cuff 5a forms an inlet and cuff 5b an outlet for the gas. The cuffs are made of a springy or elastic material, such as a needle felt material, a synthetic rubber or a resin material. When the body 1 is rotated about the aforementioned axis in the direction of arrow A, the sealing device according to the invention can withstand an axial misalignment of the body,

og likevel opprettholde en tetningsvirkning ved varmevekslerens innløp og utløp. and still maintain a sealing effect at the inlet and outlet of the heat exchanger.

De ringformede spor 3 dannes etter fremstilling av legemet 1. Dette betyr at de ringformede spor kan ha en ensartet radius fra legemets rotasjonsakse. The annular grooves 3 are formed after manufacturing the body 1. This means that the annular grooves can have a uniform radius from the axis of rotation of the body.

Tetningsanordningen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en god tetningsvirkning uavhengig av gassens strømningsretning. Dersom innløpssiden er representert ved gavlflaten 2a som angitt med pilen B, dvs. dersom det er et høyere trykk på denne side enn ved gavlflaten 2b som således representerer utløpssiden, oppnås tetning mellom tetnings-mnn-^etten 5a og det ringformede spor 3a enten ved hjelp av den szrupevirkning som frembys på grunn av klaringen mellom tetningsmansjetten og sideveggene av det ringformede spor, eller, ved en høyere trykkforskjell mellom innløpet og ut-løpet, ved kontakt mellom den fjærende eller elastiske tet-ningsmans jett 5a og den ytre sidevegg av det ringformede spor 3a. Tetningsmansjetten 5 vil følgelig hvile mot den ene av sideveggene av det ringformede spor 3 når den påvirkes av det differensialtrykk som eksisterer mellom varmevekslerens innløp og utløp. The sealing device according to the invention provides a good sealing effect regardless of the gas flow direction. If the inlet side is represented by the end surface 2a as indicated by arrow B, i.e. if there is a higher pressure on this side than at the end surface 2b which thus represents the outlet side, sealing is achieved between the sealing surface 5a and the annular groove 3a either by by means of the szrup action provided by the clearance between the sealing sleeve and the side walls of the annular groove, or, at a higher pressure difference between the inlet and the outlet, by contact between the springy or elastic sealing man's jet 5a and the outer side wall of the annular grooves 3a. The sealing sleeve 5 will consequently rest against one of the side walls of the annular groove 3 when it is affected by the differential pressure that exists between the inlet and outlet of the heat exchanger.

En gasstrøm, valig<y>is en luftstrøm, i retning av pilen B vil avgi varme til legemet 1 i dettes øvre halvdel ved passering gjennom legemet, og en tilsvarende gass- eller luftstrøm i den motsatte retning gjennom den nedre halvdel av legemet 1 vil absorbere den nevnte varme fra legemet ved passering gjennom dette. Slik det vil innses, vil tetningsmansjetten 5a som hviler mot den ytre sidevegg av det ringformede spor 3 i den øvre halvdel av varmeveksleren som er vist på tegningen, hvile mot den indre sidevegg av det ringformede spor 3 i den nedre halvdel av varmeveksleren, på grunn av den reverserte strømningsretning i denne. A gas flow, optionally an air flow, in the direction of arrow B will emit heat to the body 1 in its upper half when passing through the body, and a corresponding gas or air flow in the opposite direction through the lower half of the body 1 will absorb the said heat from the body by passing through it. As will be appreciated, the sealing sleeve 5a resting against the outer side wall of the annular groove 3 in the upper half of the heat exchanger shown in the drawing will rest against the inner side wall of the annular groove 3 in the lower half of the heat exchanger, due of the reversed flow direction in this.

Claims

Sealing device for a regenerative heat exchanger with a cylindrical flow-through body (1) which is made of heat-absorbing material and is rotatably mounted in a stationary housing, whereby an axial annular groove (3) is arranged in each of the two end surfaces (2a, 2b) of the flow-through body with bottom and side walls, and in which a stationary, ring-shaped sealing sleeve (5) protrudes into each of these grooves, characterized in that the sealing sleeve (5) is arranged elastically and has a thickness that is smaller than that of the ring groove (3) width, and that the edge of the sealing sleeve ends at a distance from the bottom of the ring groove, in order for the sealing sleeve to lie elastically against one of the side walls of the groove under the pressure difference occurring across the sealing device.