PL177852B1

PL177852B1 - Regeneracyjny wymiennik ciepła

Info

Publication number: PL177852B1
Application number: PL94312292A
Authority: PL
Inventors: Berndt Lindström
Original assignee: Berg Lars; Lindstroem Berndt
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 2000-01-31
Also published as: EP0715706A1; PL312292A1; ATE180325T1; EP0715706B1; HU9503580D0; DE69418610D1; WO1995001541A1

Abstract

1 Regeneracyjny wymiennik ciepla, posiadajacy dwie glówne czesci, z których jedna jest zamocowana obrotowo wzgledem drugiej dookola wspólnej centralnej osi, przy czym jedna czesc w postaci wir- nika jest zasadniczo cylindryczna i zawiera mase materialu regene- rujacego cieplo podczas gdy druga czesc stanowiaca obudowe zawiera przewody z ustawionymi osiowo kanalami wlotowymi i wylotowymi dla czynników przenoszacych i pobierajacych cieplo, które to kanaly wlotowe i wylotowe sa oddzielone od siebie uksztaltowanymi plytami sektorowymi przylegajacymi szczelnie do konców czesci cylindrycz- nej i które sa przegubowo polaczone z zamocowanymi osiowo na stale plytami sektorowymi przymocowanymi do obudowy na koncach cy- lindrycznego wirnika i ponadto na jednym z koncow cylindrycznego wirnika uksztaltowane ruchome plyty sektorowe sa ustawione osiowo w jednej linii ze stalymi plytami sektorowymi zas na drugim koncu, na ich promieniowo zewnetrznych koncach sa umocowane na stale ze- spoly ustawienia odleglosci pomiedzy plyta sektorowa a kolnierzem wirnika, polaczone z silownikiem zasilanym sprezonym gazem, a ponadto jest wyposazony w zespól kontroli odstepu, znam ienny tym, ze zespól (10) ustawiania odleglosci pomiedzy ruchomymi plytami se- ktorowymi (6 , 8) a kolnierzem (12) wirnika (2) jest polaczony z prze- wodem sprezonego gazu (38) oraz jest wyposazony w element ustalajacy (11) stanowiacy slizgacz (25) majacy kanal przelotowy (40) przechodzacy w gniazdo (41) bezposrednio skierowane ku kolnierzowi (12) i laczace przewód (38) z przestrzenia miedzy kolnierzem (12) wir- nika (2) a ruchomymi plytami sektorowymi (6 , 8) Fi g. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest regeneracyjny wymiennik ciepła.

Znany jest ze szwedzkiego opisu patentowego nr 176 375 regeneracyjny wymiennik posiadający dwie główne części, z którychjednajest zamocowana obrotowo względem drugiej dookoła wspólnej centralnej osi, przy czym jedna część w postaci wirnika jest zasadniczo cylindryczna i zawiera masę materiału regenerującego ciepło, natomiast druga część stanowiąca obudowę zawiera przewody z ustawianymi osiowo kanałami wlotowymi i wylotowymi dla czynników przenoszących i pobierających ciepło. Kanały wlotowe i wylotowe są oddzielone od siebie ukształtowanymi płytami sektorowymi przylegającymi szczelnie do końców części cylindrycznej i które sąprzegubowo połączone z zamocowanymi osiowo na stałe płytami sektorowymi przymocowanymi do obudowy na końcach cylindrycznego wirnika. Ponadto na jednym z końców cylindrycznego wirnika ukształtowane ruchome płyty sektorowe sąustawione osiowo w jednej linii ze stałymi płytami sektorowymi i na drugim końcu, na ich promieniowo zewnętrznych końcach są umieszczone urządzenia zwierające elementy ustalające do ustawienia odległości między końcami płyt a kołnierzem wirnika.

Elementy ustalające, w postaci rolek, są zamontowane na zewnętrznych końcach promieniowych płyt sektorowych, które toczą się po kołnierzu wirnika, na obwodzie po górnej i dolnej stronie wirnika.

W szwedzkim zgłoszeniu patentowym nr 9302148-3 opisano wymiennik ciepła podobnego typu, ale zamiast rolek zastosowano elementy ustalające z węgla lub grafitu posiadające tę właściwość, że dobrze znoszą zarówno wysokie temperatury jak i kwaśne środowisko.

Każdy element ustalający jest przesuwalny osiowo i wyposażony w obok położony, osiowo ukierunkowany trzpień pomiarowy, który z położenia spoczynku jest momentalnie przesu1ΊΊ 852 wany w kierunku odpowiedniego kołnierza stykając się z nim. Trzpień ten ma za zadanie wskazać, kiedy wielkość szczeliny spowoduje konieczność wysunięcia się elementu ustalającego na niewielką odległość przywracającą początkowy rozmiar szczeliny.

Regeneracyjny wymiennik ciepła, posiadający dwie główne części, z których jednajest zamocowana obrotowo względem drugiej dookoła wspólnej centralnej osi, przy czymjedna część w postaci wirnika jest zasadniczo cylindryczna i zawiera masę materiału regenerującego ciepło podczas gdy druga część stanowiąca obudowę zawiera przewody z ustawianymi osiowo kanałami wlotowymi i wylotowymi dla czynników przenoszących i pobierających ciepło, które to kanały wlotowe i wylotowe sąoddzielone od siebie ukształtowanymi płytami sektorowymi przylegającymi szczelnie do końców części cylindrycznej i które sąprzegubowo połączone z zamocowanymi osiowo na stałe płytami sektorowymi przymocowanymi do obudowy na końcach cylindrycznego wirnika i ponadto na jednym z końców cylindrycznego wirnika ukształtowane ruchome płyty sektorowe sąustawione osiowo w jednej linii ze stałymi płytami sektorowymi zaś na drugim końcu, na ich promieniowo zewnętrznych końcach są umocowane na stałe zespoły ustawienia odległości pomiędzy płytą sektorową a kołnierzem wirnika, połączone z siłownikiem zasilanym sprężonym gazem, a ponadto jest wyposażony w zespół kontroli odstępu według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół ustawiania odległości pomiędzy ruchomymi płytami sektorowymi a kołnierzem wirnika jest połączony z przewodem sprężonego gazu oraz jest wyposażony w element ustalający stanowiący ślizgacz mający kanał przelotowy przechodzący w gniazdo bezpośrednio skierowane ku kołnierzowi i łączące przewód z przestrzenią między kołnierzem wirnika a ruchomymi płytami sektorowymi.

Ruchome płyty sektorowe sąpołączone pośrednio ze sprężyną ściskającą, i z zespołem popychającym tłoka i tłoczyska stanowiących dwie strony siłownika pneumatycznego.

Dzięki powstaniu poduszki gazowej między elementem ustalającym a kołnierzem wirnika kontakt między elementem ustalającym a kołnierzem zostaje wyeliminowany i tym samym zostaje wyeliminowane ścieranie się między tymi częściami. Rezultatem tego jest możliwość zachowania nieporównywalnie do tej pory małej szczeliny między płytami sektorowymi a kołnierzem, co znaczy zredukowanie przecieków między tymi częściami.

Przedmiot wynalazkujest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wymiennik ciepła w przekroju osiowym wzdłuż linii I-I z fig. 2; fig. 2 jest widokiem z góry wymiennika ciepła wraz z kanałami wlotowymi i wylotowymi w przekroju poprzecznym, a fig. 3 - przekrojem osiowym wzdłuż linii III-III z fig. 1.

Na rysunku pokazano wymiennik ciepła typu konwencjonalnego ze stałą obudową 11 cylindrycznym wirnikiem 2 zawierającym masę materiału regenerującego ciepło 3. Cylindryczny wirnik 2 posiada piastę 4 oraz zamocowaną na stałe górną, stałą płytę sektorową 5, do której przymocowana jest przegubowo ruchoma płyta sektorowa 6, oraz zamocowanąna stałe dolną płytę sektorową Ί do której jest przymocowana przegubowo ruchoma płyta sektorowa 8. Płyty sektorowe 5,6 oraz Ί, 8 przylegają szczelnie do górnej i dolnej podstawy wirnika 2, a przez to rozdzielają wymieniające ciepło czynniki przepływające przez wirnik 2.

W tym celu na każdym zewnętrznym końcu promieniowej ruchomej płyty sektorowej 6,8 sąumieszczone dwa zespoły 10, które posiadają element ustalający 11, żeby utrzymać określoną szczelinę między zakończeniami płyt sektorowych 6,8 a górnym i dolnym zaokrąglonym kołnierzem 12 zamocowanym na stałe do wirnika 2, na jego górnym i dolnym obwodzie. Oprócz tego, każdy zespół 10 zawiera korzystnie element pomiarowy typu światłowód (nie pokazany) w celu dokonywania pomiarów kontrolnych szczeliny.

Na figurze 3 pokazano część obudowy wirnika 1 oraz górny kołnierz 12 wirnika 2 i górną ruchomąpłytę sektorową 6. W otworze górnej, ruchomej płyty sektorowej 6 jest przykręcony jeden z zespołów 10. Zespół 10 składa się z zewnętrznej tulei 15 z kołnierzem mocującym 16, który wraz z pośrednim pierścieniem uszczelniającym 1Ί jest przykręcony śrubami 18 do górnej ruchomej płyty sektorowej 6.

Od góry zewnętrzna tuleja 15 posiada wewnętrzny gwint 19. W środku zewnętrznej tulei 15 znajduje się wewnętrzna tuleja 20, której górna część ma zewnętrzny gwint 21 częściowo wkręcony w wewnętrzny gwint 19 zewnętrznej tulei 15. Od dołu wewnętrzna tuleja 20 posiada

177 852 uszczelkę 22, szczelnie przylega do wewnętrznej ścianki, zewnętrznej tulei 15. Górne zakończymy 23 wewnętrznej tulei 20 jest zamknięte. Dolna część wewnętrznej tulei 20 jest zamknięta dolną płytą 24. Po spodniej stronie dolnej płyty 24 zamocowany jest element ustalający w formie okrągłego, wymiennego ślizgacza 25 zamocowanego za pomocą wkręconego w dolną płytę 24 stożkowego wkrętu mocuj ąccgg 2 2 p osiadająjego osiowy kaoał przelotowy 40, któiy tączy wnęi trze wcwnętrznęt tuitu 20 z gniazdem 41 na spa dpiej stuinie ślizgazza 20 i

Do kołołezzo mooιlJacego 1 o zpwnrPęner PuJ eu 15 przymznowcoyjes j osiowy wicpsi-iśc gń i 27 którego z kz leijesj przymonogvany psUtjt Ζοπϊοζ pSesycicniowoyz, 1 etko wypuktego, mieszka uszczelniającego 28, zaś jego drugi koniec przymocowany jest do osiowej tulei 29 otaczającej zespół 10 umieszczonej w otworze w obudowie 1 wirnika 2 i zamocowanej do niego za pomocą kołdiocza mocującego 30 i pośredniego pierścienia uszczelmającego 31.

Na górnej części zewnętrznej tuloi 15 umieszczone jesi ucho mocujące 32 , do którego zamocowazy jest jeden kopiec belki 33i Drugi koniec belki 33 jest w taki sam sposób zamocowany do drugiego (nio pokazanego j urządzenia 10 podtrzymując konicc ruchome j płyty toktorowej 6.

Do obudowy 1 wirnika 2, zgodnie z przykładem wykonania, przymocowany jest siłownik pneumatyczny 34 z tłokiem 35 i tłoczyskiem 36 , które jest przymocowanie do belki 3 3i Na spodpIc stronę tłoka 35 działa sprężyna ściskana 37, a na górną stronę ttoka 35 - gaz pod ciśnieniom płynący przewodom sprężonego gazu 38. Przewód 38 łączy (nio pokazane) źródło sprężonego gazu zt złączką 39 zamontowany' w otwór przelotowy na szczycie górnego zakończenia 23 wewnętrznej tulei 20 i połączoną - jednym przowcdem z wnętrzem wewnętrznej tulei 20 a drugim przewodom ciśnieniowym 38 z sl·torzniZlom 44.

Ciężar górnej ruchomej płyty sektorowej 6 i odpowiedniego urządzenia 10 jest w większej części zrównoważony przez urządzenie równoważące (nie pokazane) ^i^^^z siłę sprężynującą pochodzącą zo sprężyny ściskanej 37. Si^a pagiaOu na ślizgacz 25 odpowiadająca cbciążeziu ckcłc 50 kg jest wytwarzana przez ciśnienie 2^-10⁵ Pa ppwstaae w wewzętrznej trud 20 oraz w siłowniku 34 w połączepiu z odpowiednio dobraną powierzchnią tłoka 35. Na skutek wzpłyoaJącozo z gniazda 41 gazu, na spodniej strozie ślizgacza 25, tworzy się poduszka powietrzna, w wyniku gzezo ^^οΠοη między spodnią śhzgacza 25 , o kołnierzem 12 wynos i oOoio 0,3 imn.

Gdyby ciśnienie w przewodzie 38 znikło, to znika również siła wznoszenia skierowana od kołnierza 12 wimiOa 2 wraz z siłą nacisku skierowaną w przeciwnym OieruzOu od tłoka 35 w siłowniku epeumatycznym 34. W ton sposób i na olmtek jiziałazia sprężyny ściskającej 37 działające- 1^^001^(^^10^0^0 OO , naizsk Stizganza c5 na kzOiiecz lgjzs1 natyl z matyt żo Słiz.i gocz z5 może śiiooaó śiiz go kohiioroo ni wiuoiko w pnsoo gSperon czas bzz nsak0doenio i wgdladi wiz dobrzs ujzcezlma góynąrugOzmąpły0n septórową 6 Oo cz psu ncmmud^ i

OwO sak wspomnipoo diizgocze 05 i giIowniU 34 mocą być poddawane działaniu ciśnienia z dwóch osobnych żródci ganm. W takioh preypaeaaoil zamk do-iazania siły nys zisku sou elameot ślizgowy spow^cc zzoikciśmznla w siłownikach pneumatycznych.

Odpowiedzi odstęp między e^^^h<^omy:^oi płytami sektorowymi 6, a kołnieteami 12 wisniko 2 wwst^ooś ζ.^Οι^ι^χ^ϊιι 1-3 mm. Nastawia się go przez po0cogopie góizego zakończonia 23 wewnętrznej tultl 20, za pomocą klucza włożonego do otwori w górnym zaOcończenns 23 po upizedtiins odkręcenia, ewyoti^uOlpe zriasJlująecJ ąię ΐ3ηι, nzla^oJ^ blokoOίUjeei któoa basbuło a.ewnętIPt]ąizlelę U· wia-owu οϋΐοηΐβηίβ odstępu n^oń być odougiznat ρseyiZodowo, zz ροηκ^ wspomnianego wcześniej urządzenia typu światłowódi które jest sOopstcuowape taO, aby sterować przy pomocy sllniOn mechanizmem regulującym obrót wewnętcnnoj tulgi 20 i jej gócnogo zakończenia 23, zamiast wseomoiapeJ regulacji ręcznej, Otóra oczywiście zie możo odbywać się tak częstojaO reąnlacja automatyczna, zapędzana za pomoeąsihkOa.

Zewnętrzze Oońce płyt teOtocowzch p, 8 są zrównoważone przeciwwagami tak, aby uzyskać oUpowiedni zacisO. Jeśli ικοϋΟ toz jest za mały, ze względu za potrzebę redukcji ciśzlyzla ąanu potrzebnego dla wztworzezia poduszek gazowych może się czasami zdarzyć, że pfyty sektorowe P, 8 zostają podrzucone izt pewną wysokość do góry na ikutek naggego wzrostu ciśnienia pochodzącego od wymieniających ciepło czynników. KirótkotiworZm, uderzeniom dśnlenia można przeciwdziałać za pomocą oddziały wująeychna płyti tokłooowe thninó0w, ^^ic^mitutsć Oar177 852 dziej długotrwałe uderzenia ciśnienia wymagają większego nacisku, np. przy pomocy sprężyn, które przyciskają płyty sektorowe w kierunku końców części cylindrycznej i tym samym również większego ciśnienia w źródle sprężonego gazu. Takie rozwiązanie powinno być zadawalające w normalnych warunkach eksploatacji.

Może się jednak z różnych powodów, czasami zdążyć, że ta sprężarka albo to źródło sprężonego gazu, które zaopatruje ślizgacze 25 w sprężony gaz zostanie zatrzymane. Powoduje to, że ślizgacze 25 z dużąsiłą, a czasami i bardzo gwałtownie zostajądopchnięte do kołnierza 12 wirnika 2. Już to może spowodować uszkodzenie ślizgaczy 25, a ponieważ nie można naprawić tego błędu wcześniej niż przeważnie po upływie dość długiego czasu, istnieje ryzyko poważnych uszkodzeń, albo co najmniej dużego zużycia ślizgaczy 25.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku również i ta trudnośćjest usunięta.

Osobne źródło sprężonego gazu, albo to samo źródło sprężonego gazu, które zaopatruje ślizgacze 25 w sprężony gaz, jest stosowane do nastawienia z góry ustalonego nacisku płyt sektorowych 6, 8 na kołnierze 12 przy pomocy działających na płyty sektorowe 6, 8 siłowników pneumatycznych 34. Kiedy ciśnienie w wytworzonych poduszkach gazowych zanika, zanika również ciśnienie w siłownikach pneumatycznych 34 co pro wadzi do natychmiastowego spadku ciśnienia płyt sektorowych 6,8 na ślizgacze 25, kiedy te zaczynają ślizgać się po kołnierzach 12.

Wynalazek nie ogranicza się oczywiście do pokazanego i opisanego przykładu wykonania i może być modyfikowany na wiele sposobów nie wykraczając poza zakres ochrony określony zastrzeżeniami.

177 852

ΠΊ 852

177 852

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Regeneracyjny wymiennik ciepła, posiadający dwie główne części, z któiychjednajest zamocowana obrotowo względem drugiej dookoła wspólnej centralnej osi, przy czym jedna część w postaci wirnika jest zasadniczo cylindryczna i zawiera masę materiału regenerującego ciepło podczas gdy druga część stanowiąca obudowę zawiera przewody z ustawionymi osiowo kanałami wlotowymi i wylotowymi dla czynników przenoszących i pobierających ciepło, które to kanały wlotowe i wylotowe są oddzielone od siebie ukształtowanymi płytami sektorowymi przylegającymi szczelnie do końców części cylindrycznej i które sąprzegubowo połączone z zamocowanymi ' osiowo na stałe płytami sektorowymi przymocowanymi do obudowy na końcach cylindrycznego wirnika i ponadto na jednym z końców cylindrycznego wirnika ukształtowane ruchome płyty sektorowe sąustawione osiowo wjednej linii ze stałymi płytami sektorowymi, zaś na drugim końcu, na ich promieniowo zewnętrznych końcach są umocowane na stałe zespoły ustawienia odległości pomiędzy płytą sektorową a kołnierzem wirnika, połączone z siłownikiem zasilanym sprężonym gazem, a ponadto jest wyposażony w zespół kontroli odstępu, znamienny tym, że zespół (10) ustawiania odległości pomiędzy ruchomymi płytami' sektorowymi (6, 8) a kołnierzem (12) wirnika (2) jest połączony z przewodem sprężonego gazu (38) oraz jest wyposażony w element ustalający (li) stanowiący ślizgacz (25) mający kanał przelotowy (40) przechodzący w gniazdo (41) bezpośrednio skierowane ku kołnierzowi (12) i łączące przewód (38) z przestrzenią między kołnierzem (12) wirnika (2) a ruchomymi płytami sektorowymi (6, 8).
2. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że ruchome płyty sektorowe (6,8) są połączone pośrednio ze sprężyną ściskającą (37), i z zespołem popychającym tłoka (35) i tłoczyska (36) stanowiących dwie strony siłownika pneumatycznego (34).