SE504008C2 - Roterande, regenerativ värmeväxlare där spelrummet mellan sektorplåt och rotor upprätthålls med hjälp av en gaskudde, samt sätt att driva en sådan värmeväxlare - Google Patents

Description

15 20 25 30 504 008 I WO94/0l730 visas en förbättring som ernåtts genom användning av släpskor av kol eller grañt istället för keramik. En sådan släpsko eliminerar olägenhetema med en släpsko av kera- mik. Speciellt grafit har utmärkta smörjningsegenskaper och i likhet med kol en forrnåga att hålla flänsarna hos den roterande delen rena genom att ett lager av smörjande kol eller grafit avsätts på flänsarna. Inslitningen av släpskoma medför även en korrekt kontakt med parallella kontaktytor, så att kontakten sker över hela släpskons yta. Kol och grafit har även en god motståndskraft mot den höga temperaturen och den sura omgivningen som råder. Släpskomas slitage medför att dessa gradvis konsumeras och måste ersättas. Graden av slitage hos släpskor av detta slag har emellertid visat sig variera stort, varför en eller flera släpskor kan slitas ned så, att spelrummet blir lika med noll, medan andra släpskor av samma parti är nästan opåver- kade. Varje släpsko är därför justerbar i en riktning vinkelrätt mot kontaktytan. En liknande lösning visas i WO95/00809, som visar en intill en släpsko placerad mätstav, som är riktad parallellt med justerriktningen. Mätstaven kan från ett viloläge bringas i kortvarig beröring med intilliggande fläns och indikera när spelrummets storlek kräver en frammatning av släpskon ett stycke, så att det ursprungliga spelrummet återställes.

En annan lösning visas i SE 9302301-8, i vilken slitageproblemen har elirninerats genom att släpskon är anordnad att glida på en gaskudde alstrad av tryckgas, som tillförs mellan släpskon och rotoms fläns. Slitage undviks därigenom att någon kontakt mellan släpskon och flänsen inte föreligger.

Anordnandet av släpskor svävande på luftkuddar medför emellertid kostnader. Varje sko blir mera sofistikerad och därigenom omständlig att tillverka, och gasledningar måste anslutas till varje släpsko.

Gemensamt för alla de ovan beskrivna arrangemangen av anslag, berörande eller icke be- rörande, består däri, att varje sektorplåt måste vara försedd med två individuella anslag. Detta är för att tillförsäkra en säker uppbärning av sektorplåten och att undvika att tippningsrörelser uppstår. Ett enda anslag vid mitten av sektorplåtens yttre periferi borde teoretiskt vara till- räckligt efiersom sektorplåtens inre ände är uppburen av två ledorgan, som är anbragta på mittplåten. På grund av den rörliga sektorplåtens böjlighet och/eller terrniska deforrnationer 10 15 20 25 30 3 504 ons kommer i praktiken att föreligga en risk för att sektorplåtens hömdelar skall vicka och slå emot rotom när endast ett anslag användes, Vid användning av de beröringstria släpskoma, som är mera kostsamma än den traditionella typen, föreligger en önskan emellertid att minska antalet släpskor. Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en regenerativ vänneväxlare av det inledningsvis angivna slaget, vid vilket antalet släpskor är så litet som möjligt.

Detta har enligt uppfinningen emåtts därigenom, att den roterande regenerativa värmeväxlaren har erhållit de i kravet 1 angivna kännetecknen och att det i ingressen till kravet 6 angivna sättet har erhållit de i kravet 6 angivna kännetecknen, Anordningen enligt uppfinningen skiljer sig således från det traditionella utförandet med två eller flera anslag för varje sektorplåt när anslag av beröringsfii typ användes. Problemet att undvika tippningsrörelser har lösts med användning av stabiliserande utsprång. Emedan dessa utsprång normalt är anordnade att icke stå i kontakt med rotorflänsens yta kommer inga slitageproblem att uppstå. Skulle emellertid sektorplåten få en benägenhet att utföra vicknings- rörelser kommer ett utsprång i kontakt med flänsen och förhindrar vickningsrörelser. Kontakt- trycket blir i detta fall relativt litet, emedan de stabiliserande utsprången ej behöver bidraga till att hålla sektorplåten upplyftad från flänsen utan endast motverka tippningsrörelser. Ut- sprången tjänstgör därför som stabiliseringsorgan, som tillfälligt kommer i kontakt med flänsen, men vanligen har ett litet spelrum till flänsen.

Genom användningen av endast ett beröringsfiitt anslag for varje sektorplåt reduceras antalet anordningar för åstadkommandet av gaskuddama till hälften, vilket sänker tillverkningskost- naden och underhållskostnaden samt minskar risken för drifiavbrott.

Företrädesvis är luftkudden belägen vid mittpunkten av sektorplåtens periferi med de stabilise- rande utsprången vid båda ändar av periferin. 10 15 20 25 so' 504 008 De stabiliserande utsprången skall företrädesvis vara något kortare än avståndet mellan sektorplåten och flänsen, och de kan med fördel vara anordnade fjädrande.

Dessa och andra fördelaktiga utföringsforrner av uppfinningen är angivna i de beroende kraven, Uppfinningen kommer närmare att tydliggöras i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, om visar föredragna utföringsforrner därav, och på vilka fig. 1 är en delsektion genom en första utföringsforrn av en värmeväxlare enligt uppfinningen, fig. 2 är en axiell sektion genom ett anslag efier linjen II-II i fig. l, fig. 3 är en schematisk planvy av en sektorplåt enligt en första utföringsforrn av uppfinningen, fig. 4 är en schematisk sektion efler linjen IV-IV i fig. 3 och fig. 5 är en vy liknande den i fig. 3 och visande en andra utföringsform av uppfinningen.

Den i fig. 1 visade värmeväxlaren är av konventionell typ med ett stationärt hus 1 och en cylindrisk rotor 2 innehållande regeneratonnassan 3. Rotom har ett nav 4 och en övre, fast sektorplåt 5 med en till denna ledbart förbunden, rörlig sektorplåt 6 samt en motsvarande undre, fast sektorplåt 7 och rörlig sektorplåt 8. De båda sektorplåtama 5, 6 och 7, 8 har till uppgift, att i så hög grad som möjligt täta mot rotoms 2 övre och undre ändar, och därigenom åtskilja de värmeväxlande mediema som strömmar till och från rotom genom axiella öppningar anslutna till kanaler för mediema (ej visat).

För detta ändamål är de radiellt yttre ändama av de rörliga sektorplåtama 6, 8 försedda med vardera en anslagsanordning 10 för att vidmakthålla ett bestämt spelrum mellan sektorplåtamas 6, 8 ändar och en övre och undre, ringformad kantfläns 12 fastsatta på rotom 2 runt dennas övre och undre periferi. Varje fläns har en yttre periferiell, kontinuerlig ändyta 61, som sam- verkar med en ändyta 62 förbunden med vardera av anslagen 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 anslaget 10 fastskruvat. Anslaget innefattar en yttre hylsa 15 med en fastfläns 16, som med en mellanliggande tätningsring 17 är fastskruvad med skruvar 18 vid sektorplåten 6. 10 15 20 25 30 5 504 008 Upptill är ytterhylsan 15 försedd med en invändig gänga 19 och inuti hylsan 15 är en innerhylsa 20 belägen med en övre del, som är försedd med en utvändig gänga, som är delvis igängad i gängan 19. Nedtill är innerhylsan 20 försedd med en packning 22, som tätande anligger mot insidan av ytterhylsan 15. Innerhylsans 20 övre ände är försedd med en fastsvetsad mutter 23, och dess undre ände är försedd med en fastsvetsad bottenplatta 24, på vars undersida en anordning i form av en cirkelrund släpsko 25 av grafit eller kol för bildande av en gaskudde är utbytbart fastsatt medelst en i bottenplattan 24 inskruvad, försänkt fästskruv 26. Släpskon 25 har en ändyta 62 vänd mot och parallell med den ringforrniga, kontinuerliga ändytan 61 hos flänsen 12.

Ytterhylsans 15 övre ände är försedd med en utvändig, ringformig fläns 27, vid vilken övre änden av en tätningsbälg 28 av metall är fastskruvad medelst en fästring 29, en ringformig packning 30 och skruvar 31.

Bälgens 28 undre ände är försedd med en fästring 32, som under förmedling av skruvar 33 och en mellanliggande packning 34 är fastsatt i ett cirkelrunt hål i huset 1 så, att ett förutbestämt anliggningstryck kommer att riktas nedåt på sektorplåten 6 genom bälgens 28 fiäderverkan.

Parallellt med anordningen 10 och strax vid sidan av denna är en mätanordning 13 anordnad för mätning av spelrummet mellan sektorplåten 6 och flänsen 12. Denna omfattar ett rör 40, som med en undre ände är fastsatt i ett hål 41 i sektorplåten 6 och med en övre ände är fastsatt i ett hål 42 i flänsen 27 och således sträcker sig innanför bälgen 28. Inuti röret 40 sträcker sig en mätstav 43, vars övre ände av en icke visad fjäder och en på staven 43 fastsatt, utvändig fläns hålls fixerad av en hålförsedd kåpa 44 fastgängad på röret 40 i det visade läget med en graderad del 45 av stavens 43 övre ände utskjutande ur kåpan 44 och med stavens 43 undre ände i nivå med sektorplåtens 6 undersida.

Eventuellt kan, såsom visas, en mätklocka 50 anbringas med ett mätfinger 51 anliggande mot den graderade delens 45 ovansida. 10 15 20 25 30 504 ÛÛ8 Uppbärandet av den rörliga sektorplåten 6 för vidmakthållande av ett spelrum mellan plåten 6 och flänsen 12 åstadkoms genom beröringsfii samverkan mellan en styryta 61 som är den yttre ändytan hos den roterande flänsen 12 och en stationär styryta 62, som är lika med ändytan hos släpskon 25. För åstadkommande av denna beröringsfria samverkan är organ anordnade för åstadkommande av en gaskudde mellan dessa två ytor 61, 62. Dessa organ innefattar en tryck- gaskälla 64 ansluten genom en rörledning 63 till det inre 65 av hylsan 20, i vilken släpskon 25 är monterad. Kanaler 66 genom släpskon 25 sammanbinder det inre 65 av hylsan 20 med utlopp 67 i ändytan 62 hos släpskon 25. Gastrycket är tillräckligt för att pressa gasen kontinuerligt ut genom utloppen 67 och vidare mellan ändytan 62 och ändytan 61, vilka ytor därigenom pressas isär från varandra. På detta sätt bildas en gaskudde mellan ytoma 61, 62 som har en axiell tjocklek av en bråkdel av l mm. Eftersom ytoma 61, 62 inte kommer i kontakt med varandra uppstår inget slitage på släpskon.

I fig. 3 visas den övre, rörliga sektorplåten 6 förbunden med den fasta sektorplåten 5 genom ledbara förbindningar 71 sedd uppifrån. Vid sektorplåtens 6 yttre periferi är ett anslagsorgan 10 anordnat i form av en enda släpsko 25. Släpskon 25 är belägen invid en symmetrilinje 69 hos sektorplåten 6 och är vänd mot ytan 61 hos flänsen 12.

Efiersom sektorplåtens 6 yttre radiella ände är försedd med en enda släpsko 25 är sektorplåten mindre stabil än vid användning av två eller flera sådana släpskor, och det föreligger därför en risk att de yttre hömen av sektorplåten 6 skall försättas i svängningsrörelse. För att förhindra detta är sektorplåten försedd med ett axiellt riktat, stabiliserande utsprång 68 nära vardera änden av sektorplåtens yttre periferi. Såsom framgår av fig. 3 är dessa utsprång 68 så belägna, att de blir riktade mot flänsen 12.

Fig. 4 åskådliggör dessa utsprångs 68 funktion. Såsom nämnts uppbärs sektorplåten 6 enbart av den centralt belägna släpskon 25 och den av denna alstrade gaskudden mellan släpskon 25 och flänsen 12. Ett spelrum med höjden S upprätthålles därvid mellan sektorplåten 6 och flän- sen 12. Om sektorplåten 6 skulle tippa stoppas tippningsrörelsen av kontakten mellan ettdera utsprånget 68 och flänsen 12. Utsprången 68 är något lägre än avståndet S mellan sektorplåten 6 och flänsen 12, så att utsprången 68 normalt inte kommer i kontakt med flänsen 12. Kontakt- trycket mellan ett utsprång 68 och flänsen 12 blir relativt litet emedan utsprånget inte är avsett 10 504 008 av bidraga till sektorplåtens uppbärande utan endast för att förhindra tippningsrörelser. Man behöver därför inte ta hänsyn till något slitage hos utsprången eller använda något själv- smörjande material. Dessa utsprång kan därför vara mycket enkla.

Utsprången 68 är med fördel monterade fjädrande eller tillverkade av fiädrande material i ändamål att åstadkomma ett mjukare stoppande av tippningsrörelser och för att motverka studsningsrörelser.

Alternativt kan en släpsko 25 vara belägen på ena sidan om symmetrilinjen 69 såsom visas i fig. 5. I detta fall blir risken för tippningsrörelser riktad åt endast ett håll och endast ett stabili- serande utsprång 68 erfordras beläget på andra sidan om symrnetrilinjen 69 nära sektorplåtens 6 radiella kant 70.

Claims (6)

10 15 20 25 30 504 008 Patentkrav:

1. Roterande, regenerativ värmeväxlare omfattande en väsentligen cylindrisk, i ett hus (1) monterad rotor (2), som vid åtminstone ena änden är försedd med en runt omkretsen löpande, kontinuerlig, utvändig ändyta (61), vilket hus (1) vid åtminstone nämnda ena rotorände är for- sett med plåtar (5, 6, 7, 8) belägna väsentligen vinkelrätt mot nämnda rotors (2) axel och nära rotoränden, varvid plåtama (5, 6, 7, 8) innefattar rörliga sektorplåtar (6, 8), som var och en påverkas av en resulterande axialkrañ mot rotoränden och är försedda med anslagsanordningar (10) for upprätthållande av ett visst spelrum mellan sektorplåtarna (6, 8) och angränsande rotorände, vilka anslagsanordningar (10) innefattar gaskuddeorgan (25), som vart och ett har en mot nämnda ändyta (61) vänd framsida (62) forsedd med gasutloppsöppningar (67) kom- municerande genom gasledningar (63, 65, 66) med en tryckgaskälla (64) med tillräckligt tryck for att etablera ett gap mellan nämnda framsida (62) och nämnda ändyta (61) mot verkan av nämnda axialkraft och därmed en gaskudde mellan nämnda framsida (62) och ändyta (61) när tryckgasen avgår från gasutloppsöppningama (67) genom nämnda gas, k ä n n e t e c k n a d a v att anslagsanordningama (10) hos åtminstone en av sektorplåtama (6, 8) omfattar ett enda gaskuddeorgan (25) och att nämnda sektorplåt (6, 8) vidare är forsedd med åtminstone ett axiellt riktat stabiliseringsutsprång (68) vänt mot nämnda ändyta (61).

2. Roterande, regenerativ värmeväxlare enligt krav 1, varvid nämnda enda gaskuddeorgan (25) är beläget i anslutning till en radiell symmetrilinje (69) i sektorplåtens (6, 8) plan och i den radiellt yttre delen av sektorplåten (6, 8), som dessutom har ett stabiliseringsutsprång (68) be- läget på var sida om symmetrilinjen (69) nära var sin radiella kant (70) hos sektorplåten (6, 8).

3. Roterande, regenerativ värmeväxlare enligt krav 1, varvid nämnda enda gaskuddeorgan (25) är beläget på ena sidan om en radiell symmetrilinje (69) i sektorplåtens (6, 8) plan och i den radiellt yttre delen av sektorplåten (6, 8), som dessutom har ett enda stabiliseringsutsprång (68) på andra sidan om symmetrilinjen (69) nära en radiell kant (70) hos sektorplåten (6, 8).

4. Roterande, regenerativ värmeväxlare enligt något av kraven 1-3, varvid varje stabilise- ringsutsprång (68) har en axiell utsträckning, som är något kortare än avståndet (S) mellan sektorplåten (6, 8) och nämnda ändyta (61). 10 15 5 Û 4 Û 0 8

5. Roterande, regenerativ vänneväxlare enligt något av kraven 1-3, varvid varje stabilise- iingsorgan (68) är axiellt ljädrande.

6. Sätt att driva en roterande, regenerativ värmeväxlare for upprätthållande av ett visst spelrum mellan en ände av en väsentligen cylindrisk rotor (2) hos värmeväxlaren och en rörlig sektorplåt (6, 8) belägen nära rotoränden i ett läge väsentligen vinkelrätt mot rotoms (2) axel, vilken rotorände har en runt omkretsen löpande, kontinuerlig ändyta (61) och vilken rotor (2) är monterad i ett hus (1) med sektorplåten (6, 8) förbunden med huset och påverkad av en resulterande axialkrafi mot rotoränden, varvid nämnda spelrum upprätthålls genom tillförsel av gas till på sektorplåten (6, 8) anordnade anslagsanordningar (10), som innefattar gaskudde- organ (25) med en mot nämnda ändyta (61) vänd framsida (62) med gasutloppsöppningar (67) for gasen med ett tryck tillräckligt for att etablera ett gap mellan nämnda framsida (62) och ändyta (61) mot verkan av nämnda axialkrafi så, att en gaskudde uppstår mellan nämnda fram- sida (62) och ändyta (61) när gasen avgår från gasutloppen (67) genom nämnda gap, k ä n - n e t e c k n at d ä r a v, att gasen tillfors en enda anslagsanordning (10) och åtminstone ett axiellt sig sträckande stabiliseringsutsprång (68) används på sektorplåten (6, 8), vilket utsprång är vänt mot nämnda ändyta (61).