SE504019C2 - Roterande regenerativ värmeväxlare och sätt att styra en sådan värmeväxlare - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 504 019 2 sarna. Slitaget på en sådan glidsko tillförsäkrar även en korrekt kontakt med parallella kon- taktytor, så att kontakten sker utmed glidskons hela yta. Kol och grafit har även god mot- ståndskraft mot den höga temperaturen och den sura omgivningen som råder. Genom glid- skomas slitage kommer de gradvis att konsumeras och måste ersättas. Slitagehastigheten varie- rar 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 WO95/00809, 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 spel- rummets storlek erfordrar frammatning av glidskon ett stycke, så att det ursprungliga spel- rummet återställs.

En ytterligare lösning visas i SE 9302301-8 där slitageproblemen har elirninerats 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 glidskon och flänsen.

Anordnandet av glidskor svävande på luñkuddar medför emellertid ökade kostnader. Varje glidsko kommer att bli mer sofistikerad och därigenom komplicerad att tillverka, och gasrör måste anslutas till varje individuell glidsko.

Gemensamt för alla de ovan diskuterade arrangemangen av bärorgan, de som gör kontakt lik- som de kontalctfiia typema, består däri att åtminstone två individuella bärorgan är anordnade för varje sektorplatta. Detta är för att åstadkomma ett stadigt uppbärande av sektorplåten och ett undvikande av vickningsrörelser. Ett enda bärorgan vid mitten av plåtens yttre perifer-i borde teoretiskt vara tillräckligt emedan plåten vid sin inre ände är uppburen av två leder an- bragta på den fasta centrumplåten. På grund av den rörliga sektorplåtens flexibilitet och/eller terrniska deforrnationer kommer det emellertid i praktiken att föreligga en risk för att plåtens yttre kanter skall vicka och slå emot rotom när sektorplåten har endast ett bärorgan.

Vid användning av den kontalctfria typen av glidskor, som är dyrbarare än den vanliga typen, föreligger emellertid en önskan att reducera antalet sådana glidskor. 10 15 20 25 30 3 504 019 Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en regenerativ värmeväxlare av det inledningsvis angivna slaget, vid vilket antalet glidskor är det minsta möjliga.

Detta har enligt uppfinningen åstadkomrnits därigenom, att en roterande regenerativ värme- växlare av det inledningsvis angivna slaget har de i kännetecknande delen av kravet 1 angivna kärmetecknen och att det inledningsvis angivna sättet har de i kravet 8 angivna kärmetecknen.

Anordningen enligt uppfinningen skiljer sig således från det traditionella konceptet med an- vändning av två eller flera bärorgan för sektorplåten när bärorgan av icke-kontakterande typ används. Problemet med att undvika tippningsrörelser har lösts genom att bärorganet är lång- sträckt så att sektorplåtens yttre del blir stabiliserad i perifeririktningen.

Genom användning av endast ett kontaktfritt bärorgan för varje sektorplåt har antalet anord- ningar för åstadkommande av gaskuddar reducerats till hälften, vilket minskar tillverknings- och underhållskostnaderna och reducerar risken för fel. Genom den långsträckta formen kom- mer lufikudden att få en större utsträckning i periferirilctningen och lufikuddens area kan ökas.

Därigenom kan en tillräcklig lyñkrafi fi-ån lufikudden uppnås vid ett lägre tryck hos den till- förda gasen i järnförelse med vad som är fallet vid ett konventionellt par av cirkulära lufi- kuddar. Emedan fordringarna på gasens trycknivå således blir lägre kommer de löpande kost- naderna för gastillförseln att reduceras.

Vinkelutsträckningen av fiamsidan är företrädesvis mer än hälften av sektorplåtens vinkel- utsträckning för uppnående av ett tillräckligt stabiliserat bärorgan genom lufikudden och den skall företrädesvis vara syrnrnetriskt belägen.

Företrädesvis har gasutsläppet en motsvarande utbredningsforrn, varigenom en likformig för- delning av gasen understöds.

Dessa och andra föredragna utföringsformer är angivna i beroendekraven.

Uppñnningen skall närmare beskrivas i det följande genom följande detaljerade beskrivning av en föredragen utföringsforrn och med hänvisning till tillhörande ritningar, på vilka 10 15 20 25 30 504 019 4 fig. 1 är en axiell delsektion genom en första föredragen utföringsform av uppfirmingen, fig. 2 är en vy efter linjen II-II i fig. 1, fig. 3 är en liknande vy som den i fig. 2 visande en andra utföringsform av uppfinningen, fig. 4 är en liknande vy som den i fig. 2 visande en tredje utföringsfonn av uppfinningen, fig. 5 är en schematisk sektion efier linjen V-V i fig. 2, och fig. 6 är en liknande vy som den i fig. 5 visande en fiärde utföringsform av uppfinningen.

Den i fig. 1 visade värmeväxlaren är av konventionell typ och har ett stationärt hus l och en cylindrisk rotor 2 innehållande regeneratomaassa 3. Rotom har ett nav 4 och en övre fast sek- torformad rnittplåt 5 med en rörlig sektorplåt 6 svängbart förbunden därmed och en mot- svarande undre, fast rnittplåt 7 med en rörlig sektorplåt 8. De två grupperna av plåtar 5, 6 och 7, 8 har till uppgift att täta mot rotoms 2 övre och undre ändar så tätt intill som möjligt och därigenom åtskilja värmeväxlarmediema som strömmar till och från rotom genom axiella öpp- ningar anslutna till mediakanaler (ej visade).

För detta ändamål är de radiellt yttre ändarna av de rörliga sektorplåtama 6, 8 försedda med en anordning, som bildar ett bärorgan 10 för vidmakthållande av ett visst spelrum mellan sektor- plåtarnas 6, 8 ändar och en övre och en undre ringforrnig kantfläns 9, som är fastsatta på rotorn längs dess övre och undre omkretsar, varvid varje fläns har en yttre ringformig, kon- tinuerlig ändyta ll för samverkan med en fiarnsida 12 anordnad på var och en av anord- ningarna 10.

Fig. 2 visar sektorplåten 6 sedd fi-ån utsidan och samverkande med ändytan 11 hos rotoms kantfläns 9. Genom en hylsa 15 tillförs tryckgas till ett en glidsko bildande gaskuddeorgan med en framsida vänd mot kantflänsens 9 ändyta 11. Glidskons framsida 12 är bågforrnad och be- gränsas av två koncentriska cirkelbågar 13 och 14. Glidskon är symmetriskt anordnad iför- hållande till en symrnetrilinje 19 hos sektorplåten 6 och sträcker sig längs flänsen 9 omkring 2/3 av vinkelutsträckriingen hos selctorplåten. Den genom hylsan 15 tillförda gasen distribueras genom kanaler i glidskon till en bågforrnad urtagning 16 i framsidan 12 hos glidskon och åstadkommer en lufikudde mellan framsidan 12 hos glidskon och ändytan 11 hos flänsen 9.

Ehuru endast en gaskudde uppbär sektorplåten 6 kommer uppbärandet att bli stabilt och utan risk för tippningsrörelser på grund av den långsträckta formen hos gaskudden. l0 20 25 S 504 019 Fig. 5 visar en sektion genom bärorganet 10. Den bågformade glidskon 17 är fast anbragt vid sektorplåten 6 och skjuter fram ett stycke från innerytan 28 hos sektorplåten 6.

I framsidan 12 hos glidskon 17 sträcker sig urtagningen 16 som bildar gasutloppsorganet längs nästan hela framsidans längd. Genom ett flertal kanaler 27 kommunicerar urtagningen 16 med motsatta sidan av glidskon. Denna sida är täckt av ett tillslutningsorgan 18 med sarnma form som glidskon 17. Tillslutningsorganet har en inloppsöppning 25 för gas och en fördelnings- ränna 26 genom vilken inloppsöppningama 25 och kanalerna 27 kommunicerar. En cirkulär hylsa 15 är anbragt på tillslutningsorganet 18 omkring gasinloppsöppningen 25, vilken hylsa sträcker sig ut genom ett cirkulärt hål i huset 1, och motsatta änden av hylsan 15 är genom en gasledning 23 ansluten till en tryckgaskälla 22. Mellan en fläns 20 anbragt på hylsan 15 och huset 1 är en tätningsbälg 21 anordnad så, att en förutbestämd axialkraft kommer att påläggas sektorplåten 6 nedåt genom bälgens 21 fiädereffekt Under driñ flyter gas genom ledningen 23, det inre 24 av hylsan 15, inloppsöppningen 25, för- delningsrännan 26 och kanalema 27 till urtagningen 16. Gastrycket håller framsidans 12 yta hos glidskon 17 upplyftad från ändytan 11 hos flänsen 9 mot verkan av kraflen från bälgen 21, så att gasen tillåts avgå mellan dessa ytor och därigenom åstadkommer den långsträckta lufi- kudden.

Fig. 6 visar ett alternativt utförande av bärorganet 10, varvid framsidan 12"' samverkar med ändytan ll hos flänsen 9 och är bildad av en del av sektorplåtens 6 inneryta 28. Spelrummet S mellan sektorplåten 6 och kantflänsen blir därigenom smalare. För att undgå kontakt mellan plåten 6 och flänsen sträcker sig urtagningen 16"' i perifeririktningen nästan till sektorplåtens ändar, så att luftkudden erhåller motsvarande utsträckning.

Fig. 3 och 4 visar alternativa utforinningar av framsidan l2*, 12", varvid i fig. 3 framsidan 12' är rektangulär begränsad av två räta linjer l3', 14', och i fig. 4 framsidan är halvmånformad begränsad av två icke-koncentriska cirkelbågar l3”, 14”.

Claims (8)

5 10 15 20 25 30 504 019 6 Patentkrav:

1. Roterande regenerativ värmeväxlare med en väsentligen cylindrisk rotor (2) lagrad i ett hus (l), vilken rotor (2) vid åtminstone dess ena ände är försedd med en ringformad, konti- nuerlig yttre ändyta (1 1) och vilket hus (l) är försett med plåtar (5, 6, 7, 8) vid åtminstone rotoms ena ände belägna väsentligen vinkelrätt mot rotoms (2) axel och nära rotoränden, var- vid plåtama (5, 6, 7, 8) omfattar rörliga sektorplåtar (6, 8), som är påverkade av en resul- terande axialkraft i riktning mot respektive rotorände och är försedda med bärorgan (10) för vidmakthållande av ett visst spelrum (S) mellan sektorplåtama (6, 8) och tillhörande rotorände, vilka bärorgan (10) innefattar gaskuddeorgan (17) som vardera är försedda med en framsida (12) vänd mot tillhörande ändyta (1 1) och utformad med organ (16) for utsläpp av gas, vilka gasutsläppsorgan (16) kommunicerar genom gasledningar (23, 24, 25, 26, 27) med en tryckgaskälla (22) med tillräckligt tryck för att etablera ett gap mellan nänmda framsida (12) och nämnda ändyta (1 1) mot verkan av närnnda axialkrafi så, att därigenom en gaskudde bildas mellan nämnda framsida (12) och nämnda ändyta (11) när gas avgår från nämnda gasut- släppsorgan (16) genom nämnda gap, k ä n n e t e c k n a d a v att bärorganet hos åt- minstone den ena sektorplåten (6, 8) utgörs av ett enda gaskuddeorgan (17), och att framsidan (12) hos detta har en långsträckt form med största utsträckningen riktad i perifeririktningen längs nämnda ändyta (1 1).

2. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt krav 1, varvid nämnda framsida (12) är radiellt begränsad av två koncentriska, cirkelbågar (13, 14) och har väsentligen konturen av en svagt böjd korv.

3. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt krav 1, varvid närnnda framsida (12°) är radiellt begränsad av två parallella, räta linjer (13', 14') och har en väsentligen rektangulär förrn.

4. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt krav 1, varvid nämnda framsida (1 2”) är radiellt begränsad av två icke-koncentriska cirkelbågar (13”, 14” ') och har väsentligen formen av en månskära. I0 15 20 25 7 504 019

5. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt något av kraven 1-4, varvid nämnda fiam- sida (l2) har en vinkelutsträckning som är mer än halva vinkelutsträckningen hos nämnda sektorplåt ( 6, 8) och nämnda ñarnsida (12) är symmetriskt belägen relativt en radiell symmetrilinje (19) i sektorplåtens (6, 8) plan.

6. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda gasut- loppsorgan (16) utgörs av en urtagning, som sträcker sig i längdriktningen hos nämnda fram- sida (12).

7. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda framsida (12'”) utgörs av en del av sektorplåtens (6, 8) insida (28).

8. Sätt att styra en roterande regenerativ värmeväxlare så, att ett visst spelrum (S) vid- makthålles mellan en ände hos en väsentligen cylindrisk rotor (2) hos värmeväxlaren och en rörlig sektorplåt (6, 8) belägen nära nämnda rotorände i ett läge väsentligen vinkelrätt mot rotoms (2) axel, vilken rotor har en ringformad, kontinuerlig ändyta (11) och är lagrad i ett hus (1) med sektorplåtarna (6, 8) förbundna med huset och påverkade av en resulterande axialkrafi i riktning mot rotoränden, varvid nämnda spelrum (S) vidmakthålles genom tillforsel av gas till på sektorplåtarna (6, 8) anordnade bärorgan (10), som innefattar gaskuddeorgan (17) med en framsida (12) med gasutloppsorgan (16) och vänd mot nämnda ändyta (1 1), varjämte trycket hos den tillforda gasen är tillräckligt stort for att etablera ett gap mellan nämnda framsida (12) och nämnda ändyta (11) mot verkan av nämnda axialkraft, och därigenom åstadkommer en gaskudde mellan nämnda framsida (12) och nämnda ändyta (11) när gasen avgår från nämnda gasutloppsorgan (16) genom nämnda gap, k ä n n e t e c k n at a v tillförsel av nämnda gas till ett enda bärorgan (10) och arrangering av nämnda enda bärorgan (10) till att bilda en lång- sträckt gaskudde, som sträcker sig längs nämnda ändyta (11).