SE503962C2 - Regenerativ värmeväxlare och ett sätt att driva en regenerativ värmeväxlare - Google Patents

Description

20 25 30 ses 962 2 parallella kontaktytor, så att kontakten sker utmed glidskons hela yta. Kol och grafit har även god motståndskraft mot den höga temperaturen och den sura omgivningen som råder. Genom glidskomas slitage kommer de gradvis att konsumeras och måste ersättas. Slitagehastigheten varierar emellertid starkt, så att en eller flera glidskor kan bli så nedslitna att spelrummet blir noll medan andra glidskor fortfarande är nästan opåverkade. Varje glidsko är därför justerbar i riktning vinkelrätt mot kontaktytan. En sådan lösning visas i WO95/O0809, visande en mätstav belägen intill glidskon, vilken mätstav är riktad parallellt med justeringsriktningen.

Mätstaven kan från ett viloläge momentant bringas i kontakt med tillhörande fläns och indikerar när spelrummets storlek erfordrar frammatning av glidskon ett stycke, så att det ursprungliga spelrummet återställs.

En ytterligare lösning visas i SE 93 02301-8 där slitageproblemen har eliminerats genom att glidskon glider på en gaskudde åstadkommen genom tillförsel av tryckgas mellan glidskon och en fläns hos rotorn. Slitage undvikes därvid genom att ingen kontakt uppstår mellan glid- skon och flänsen.

Detta kräver emellertid tillgång till en tryckgaskälla eller gör det nödvändigt att anordna en kompressor för framställning av tryckgas. Detta medför en avsevärd kostnadsökning både för framställningen av värmeväxlaren och för framtagningen av tryckgas. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en regenerativ värmeväxlare av det inledningsvis angivna slaget som har kontaktfria bärorgan utan att vid tidigare kända kon- struktioner uppstående olägenheter föreligger.

Detta har enligt uppfinningen åstadkommits därigenom att en roterande värmeväxlare av det i ingressen till kravet 1 angivna slaget har erhållit de i kärmetecknande delen angivna känne- tecknen och att det i ingressen till kravet 8 angivna sättet erhållit de i den kännetecknande delen av kravet angivna kännetecknen.

Genom åstadkommande av en kontaktfri samverkan mellan den styrda ytan och den cirkulära, kontinuerliga styrytan, exempelvis en fläns, genom tillförseln av vatten under tryck föreligger inte längre något behov av tryckgasframställning, som är betydligt mera omständligt och dyrbart än tillförsel av vatten. 10 15 20 25 30 3 503 962 Uppfinningen är särskilt men inte uteslutande lämplig för sådana värmeväxlare, som har sektorplåtar belägna tätt intill ändytoma hos rotom, så att bärorganen är riktade axiellt.

Tillförseln av vatten sker företrädesvis genom ett flertal kanaler genom nämnda distans- element.

Dessa och andra fördelaktiga utföringsfonner av uppfinningen anges i beroendekraven.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, som visar fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen och på vilka fig. 1 är en axiell delsektion genom en första, föredragen utföringsform av en v ärmeväxlare enligt uppfinningen, fig. 2 fig. 3 är en axiell sektion genom bärorganen längs linjen II-II i fig. 1, är en sektion svarande mot den i fig. l men visande en andra utföringsform av upp- finningen, fig. 4 är en axiell delsektion genom bärorganet enligt ett tredje utföringsexempel av upp- finningen, och fig. 5 är en sektion motsvarande den i fig. 4 men visande ett fjärde utföringsexempel på uppfinningen, Den i fig. 1 visade värmeväxlaren är av konventionell typ och har ett stationärt hus 1 och en cylindrisk rotor 2 innehållande regeneratorrnassa 3. Rotom har ett nav 4 och en övre fast sektorformad mittplåt 5 med en rörlig sektorplåt 6 svängbart förbunden därmed och en mot- svarande undre, fast mittplåt 7 med en rörlig sektorplåt 8. De två grupperna av plåtar 5, 6 och 7, 8 har till uppgifi att täta mot rotoms 2 övre och undre ändar så tätt intill som möjligt och därigenom åtskilja värmeväxlarmedierna som strömmar till och från rotom genom axiella öppningar anslutna till mediakanaler (ej visade).

För detta ändamål är de radiellt yttre ändama av de rörliga sektorplåtama 6, 8 försedda med vardera två anordningar 10, som bildar bärorgan för upprätthållande av ett visst spelrum mellan sektorplåtamas 6, 8 ändar och en övre och undre ringforrnig kantfläns 12 anbragt på 10 15 20 25 30 563 962 4 rotom längs dess övre och undre omkretsar varvid varje fläns har en yttre, ringformig, kon- tinuerlig styryta 61 för samverkan med en styrd yta hörande till var och en av anordningama 10, Fig. 2 visar en del av huset och den övre kantflänsen 12 hos rotom och den övre, rörliga sektorplåten 6. I ett hål i sektorplåten 6 är en av anordningama 10 fastsatt medelst skruvar.

Anordningen har en yttre hylsa 15 med en monteringsfläns 16, som med en mellanliggande tätningsring 15 är anbragt på sektorplåten 6 medelst skruvar 18.

Den yttre hylsan 15 har vid dess övre ände en invändig gänga 19, och inuti den yttre hylsan 15 är en inre hylsa 20 anordnad med en övre del försedd med en utvändig gänga delvis skruvad in i gängan 19. Den inre hylsans undre ände är försedd med en packning 22, som tätande anligger mot insidan av den yttre hylsan 15. Den inre hylsans 20 övre ände är försedd med en fastsvetsad mutter 23, och dess undre ände är försedd med en bottenplatta 24, som är fastsvetsad På undersidan av bottenplattan 24 är en cirkulär glidsko 25 av grafit eller kol ut- bytbart fastsatt medelst en försänkt skruv 26 skruvad in i bottenplattan 24. Glidskon 25 har en framsida 62 vänd mot och parallell med flänsens 12 kontinuerliga styryta 61. Övre änden av den yttre hylsan 15 är försedd med en utvändig, ringformad fläns 27, till vilken övre änden av en tätningsbälg 28 av metall är fastskruvad med hjälp av en monte- ringsring 29, en ringformad packning 30 och skruvar 31.

Den undre änden av bälgen 28 är försedd med en monteringsring 32, som medelst skruvar 33 och en mellanliggande packning 34 är fastsatt i ett cirkulärt hål i huset 1, så att en förut- bestämt axialkraft kommer att utövas nedåt på plåten 6 genom bälgens 28 fjäderkrafi.

Parallellt med anordningen 10 och tätt intill dess sida är en mätanordning 13 anordnad för mätning av spelrummet mellan plåten 6 och flänsen 12. Den omfattar ett rör 40 anbragt med undre änden i ett hål 41 i sektorplåten 6 och med övre änden i ett hål 42 i flänsen 27, varvid den delvis sträcker sig inuti bälgen 28. Inuti röret är en mätstav 43 belägen, vars övre ände är fixerad i det visade läget i en hylsa 44 medelst en icke visad fjäder och en utvändig fläns på staven, vilken hylsa 44 är fastskruvad på röret 40. I detta läge sträcker sig en med mätstreck 10 15 20 25 30 5 503 962 försedd del 45 av stavens 43 övre ände ut genom hylsan 44 och stavens 43 undre ände är i plan med sektorplåtens 6 undersida.

Slutligen kan såsom visas en mätklocka 50 med en mätsond 51 vara anordnad i kontakt med övre änden av den med mätstreck försedda delen 45.

Uppbärandet av den rörliga sektorplåten 6 för upprätthållande av ett spelrum mellan plåten 6 och flänsen 12 har åstadkommits genom en kontaktfri samverkan mellan en styrande yta 61 bestående av den yttre ändytan av den roterande flänsen 12 och en stationär, styrd yta 62, som består av frontytan hos glidskon 25. För emående av den kontaktfiia samverkan är åtgärder vidtagna för åstadkommande av en kudde av vattenånga mellan dessa ytor 61, 62. Dessa åtgärder innefattar anordnandet av en källa 64 för vatten under tryck, ansluten genom en rör- ledning 63 till det inre 65 av hylsan 20 i vilken glidskon 25 är monterad. Genom kanaler 66 i glidskon 25 kommunicerar det inre 65 av hylsan 20 med ändytan 62 hos glidskon 25. Vatten tillförs därigenom från källan 64 for vatten till flänsens 12 styryta 61. Flänsens temperatur är omkring 350°C, vilket kommer att resultera i en fiillständig eller delvis förångning av vattnet som kommer i kontakt med flänsen. Vattnets tryck är tillräckligt for att tvinga vattnet att kontinuerligt strömma från kanalerna 66 och ut mellan den styrda ytan 62 och den styrande ytan 61 , vilka ytor därigenom pressas isär. På detta sätt bildas en kudde av förångat vatten mellan ytorna 61, 62 med en axiell tjocklek uppgående till en bråkdel av 1 mm. Emedan ingen kontakt råder mellan ytorna 61 , 62 kommer inget slitage att uppstå på glidskon. Till- räckligt vattentryck kan vid vissa applikationer erhållas från det ordinarie vattenledningsnätet, medan vid andra applikationer en pump kan erfordras för ökning av vattentrycket.

Pig. 3 visar en altemativ utforingsform av uppfinningen enligt vilken det är anordnade tätningsplåt ar 70 tätt intill rotoms 2 cylindriska yta. Dessa plåtar 70 är välvda till mot- svarande cylindriska form som rotom och är väsentligen rektangulära. Plåtama är radiellt rörliga genom icke visade organ och samverkar med axiellt riktade kantflänsar 71 vid övre och undre andarna av rotom 2.

Mellan varje rörlig plåt 70 och flänsama 71 är ett visst spelrum upprätthållet medelst anord- ningar 10° av samma slag som bärorganen 10 anordnade att vidmakthålla spelrummet mellan sektorplåtama 6, 8 och ändama hos rotom 2. När både sektorplåtar 6, 8 och välvda plåtar 70 10 SIHJS 962 6 används är det möjligt att förse båda med bärorganen enligt uppfinningen eller att förse antingen sektorplåtama eller de välvda plåtama med sådana och använda enklare montering av de andra plåtama.

Hur kanalema genom glidskon är anordnade påverkar bildandet av ångkudden. Fig. 4 och 5 visar två föredragna altemativ, varvid dessa kanaler 66 är anordnade att bidraga till bildandet av ångkudden. I figt 4 mynnar kanalema 66 på undersidan i en kavitet 67 vänd mot den styrande ytan 61 hos flänsen 12 och kavitetens 67 väggar 68 är företrädesvis koniska. I fig. 5 är kanalema 66 anordnade lutande i förhållande till axialriktningen och möts nära varandra vid mitten av den styrda ytan 62 hos glidskon 25.

Claims (8)

10 15 20 25 30 1 503 962 PATENTKRAV

1. Regenerativ värmeväxlare med en väsentligen cylindrisk rotor (2) monterad i ett hus (1), som är försett med åtminstone en rörlig plåt (6, 8) anordnad nära rotorn (2), och påverkad av en resulterande kraft mot rotom (2), varvid värrneväxlaren är försedd med bärorgan (10, 61, 62) för vidmakthållande av ett visst spelrum mellan rotorn (2) och den rörliga plåten (6, 8), vilka bärorgan (10, 61, 62) imtefattar en kontinuerlig, styrande yta (61) runt omkretsen av rotorn (2) och åtminstone en styrd yta (62) förbunden med den rörliga plåten (6, 8) vilken styrda yta (62) är parallell med och vänd mot den styrande ytan (61), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att den rörliga plåten (6, 8) är försedd med ledningar för vatten (63, 65, 66; 67) myrmande i den styrda ytan (62) och anslutna till en källa för vatten (64) med ett tryck till- räckligt för att åstadkomma ett gap mellan den styrda ytan (62) och den styrande ytan (61) mot verkan av den resulterande krafien varigenom åstadkommes en kudde av åtminstone delvis förångat vatten mellan ytoma (61, 62) enär vattnet åtminstone delvis törångas vid kontakt med den styrande ytan (61) och avgår fi-ån ledningama (63, 65, 66; 67) för vatten genom gapet mellan ytoma (61, 62). I

2. Värmeväxlare enligt krav 1, varvid den rörliga plåten (6, 8) är belägen nära ena änden av rotom (2) orienterad väsentligen vinkelrätt mot rotorns (2) axel och separerande axiellt riktade öppningar, som kommunicerar med kanaler för värmeöverföringsmedia, varvid den styrande ytan (61) är belägen på en kantfläns (12) vid omkretsen på rotoms ände och vinkelrätt mot rotoms (2) axel.

3. Värmeväxlare enligt krav 2, varvid den rörliga plåten (6, 8) är sektorforrnad och har en radiellt yttre ände invid kantflänsen (12) och en radiellt inre ände svängbart förbunden med en mittplåt (5, 7), som är fast monterad i huset (1), varvid den rörliga plåten (6, 8) är försedd med två av de styrda ytoma (62), \1'lka är periferiellt fördelade och individuellt axiellt justerbara i förhållande till den rörliga plåten (6, 8). 10 20 25 563 962 8

4. Värmeväxlare enligt något av kraven l-3, varvid var och en av de styrda ytorna (62) är en yta på en glidsko (25) och ledningarna för vatten innefattar ett flertal kanaler (66) sträck- ande sig genom glidskon (25) och mynnande i ett flertal öppningar i den styrda ytan (62).

5. Värmeväxlare enligt något av kraven 1-3, varvid den styrda ytan (62) utgörs av en yta på en glidsko (25) och ledningarna för vatten innefattar åtminstone en kanal (66) sträckande sig genom glidskon och en kavitet (67) i den styrda ytan (62), varjämte kanalen (66) myrmar i kaviteten (67), som har en större tvärsnittsyta än kanal (66).

6. Värmeväxlare enligt krav 5, varvid kaviteten (67) har en konisk vägg (68) som vidgar sig i riktning mot den styrda ytan (62).

7. Värmeväxlare enligt krav 4, varvid åtminstone några av kanalema (66) lutar i tör- hållande till rotoms (2) axel.

8. Sätt att driva en regenerativ värmeväxlare för att vidmakthålla ett visst spelrum mellan en väsentligen cylindrisk rotor (2) hos värmeväxlaren och en rörlig plåt (6, 8) anordnad nära rotom och förbunden med ett hus (1) hos värmeväxlaren, varvid rotom (2) har en kontinuerlig, styrande yta (61) runt rotom samverkande med en styrd yta (62), som är förbunden med den rörliga plåten (6, 8) och är parallell med och vänd mot den styrande ytan (61), k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att vatten tillförs genom ledningar (63, 65, 66; 67) för vatten som mynnar i den styrda ytan (62), vilket vatten tillförs med ett tryck tillräckligt för att åstadkomma ett gap mellan den styrda ytan (62) och den styrande ytan (61) mot verkan av en resulterande krafi verkande på den rörliga plåten, så att en kudde av åtminstone delvis törångat vatten bildas mellan ytoma (61, 62) när vattnet åtminstone delvis törångas vid kontakt med den styrande ytan (61) och avgår från ledningarna (63, 65, 66; 67) genom gapet mellan ytorna (61,62)