SE505618C2 - Roterande regenerativ värmeväxlare med glidskor - Google Patents

Description

15 20 25 30 BNSDOCID: 2. sos 613 justeringsriktrringen. Mätstaven kan från ett viloläge momentant bringas i kontakt med till- hörande fläns och indikerar när spelets storlek erfordrar fianmratrrirrg av glidskon ett stycke, så att det ursprungliga spelet återställs.

En ytterligare lösning visas i SE 9302301-8 där sliltageproblemen 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 glidskon och flänsen.

Varje rotorfläns har en periferiell kontinuerlig ändyta på vilken glidskorna glider. På grund av bristande tillverkningsnoggrannhet och/eller termiska deformation hos rotorflärisen awiker denna anaytn nan från plant tillstånd. 1 praktiken gar ytan i vågen panfeneu nrnning och ar därför vinkelrät mot rotor-axeln endast vid dessa vâgors toppunkter och bottenpunkter, medan ytan vid andra delar år svagt snedstâlld. Varje glidskos fiamsida kommer när den rör sig längs ändytan att vid vissa delar vara parallell med och i andra delar vara snedställd i förhållande till samverkande del av ändytan. Rotorflänsen och därmed även ändytan kan dessutom luta i radiell riktning, så att någon parallellitet mellan fiamsidan hos glidskon och ândytan inte förekommer i radiell riktning.

För glidskor av kontakttyp medför dessa awikelser från plan form hos ändytoma problem genom att glidskorna inte kommer i kontakt med ändytan utmed dess hela framsida utan endast en del därav, vilket resulterar i ett oacceptabelt högt kontakttryck. Glidskon kommer däri- genom att slitas ned betydligt snabbare än om dessa ytor vore parallella, och det föreligger även risk för skador på glidskon.

Och för en glidsko av gaskuddetyp har den bristande parallelliteten hos ytoma den följden, att gasen avviker från gapet osymrnetriskt. Gaslcudden mister därigenom sin bärighet, så att det uppstår kontakt mellan ändytan och en del av framsidan. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en roterande, regenerativ värmeväxlare, vid vilken de ovan diskuterade problemen är undanröjda. 505618C2 I > 20 25 30 BNSDOCID: b: ”sos 618 Enligt uppfinningen har detta emåtts därigenom, att en roterande, regenerativ värmeväxlare av det slag, som anges i ingressen till krav 1 har de i kravets kännetecknande del angivna känne- tecknen.

Genom att montera glidskon så, att dess firamsida kan fritt vicka är det möjligt för denna sida att följa rotorflänsens ändyta och därigenom automatiskt överbrygga lokala avvikelser i ändytans orientering från dess teoretiskt plana tillstånd vinkelrätt mot rotoraxeln. Viclcningen är anordnad att ske ornlning en viclmingspunkt, så att fiamsidan kan vicka både i periferiell riktning och radiell riktning liksom i en kombinerad riktning. Glidskons fiamsida kommer däri- genom automatiskt att inställas parallellt med rotorflänsens ändyta och tillförsälcra en korrekt glidskofimktion.

Det är fördelaktigt att axiellt förlägga vickningspunkten så nära firarnsidan som möjligt för att undvika moment på glidskon förorsakade av fiiktionskrafter alstrade mellan fiarnsidan och ändytan. För glidskor av kontakttyp är denna fiiktionslcrafi relativt stor medan Eriktionskrafien hos glidskor av gaskuddetyp är betydligt mindre. Kraven 2-4 anger föredragna uttöringsforrner av uppfinningen genom definiering av fördelaktiga belägenheter av vickningspunkten, vid vilka effekten av fiiktionskrafien är minirnerad.

Styrorganen för glidskon innefattar med fördel samverkande sfäriska styrytor. Därigenom kan en enkel och tillförlitlig konstruktion uppnås för en optimal lokalisering av vickriingspunkten.

En sådan fördelaktig uttöringsforrn är angiven i krav 5.

Uppfinningen är närmare tydliggjord genom följande detaljerade beskrivning av föredragna uttöringsfonner av uppfinningen och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 är en axiell delsektion genom en roterande värmeväxlare enligt uppfinningen, fig. 2 är en vy av en detalj i fig. 1, fig. 3 är en schematisk, periferiell sektion genom en glidsko av konventionell typ, fig. 4 är en schernatisk, axiell sektion genom en glidsko av konventionell typ, fig. 5 är en sektion lika med den i fig. 3 men visande principen för en glidsko enligt före- liggande uppfinning, fig, 6 är en periferiell sektion genom en glidsko enligt en första utföringsfonn av uppfinningen, och 505618C2 l > 20 25 30 BNSDOCID: sus 618 fig. 7 är en sektion liknande den i fig. 6 visande an andra utfiiringsfonn avuppfinningen.

Den i fig. 1 visade vänneväxlaren är av konventionell typ och har ett stationärt hus 1 och en cylindrisk rotor 2 innehållande regeneratonnassa 3. Rotorn 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 övre och undre ändarna av rotorn 2 så tätt som möjligt och därigenom åtskilja värmevåvrlingsmedia, som strömmar till och från rotorn genom axiella öpp- ningar anslutna till mediakanaler (ej visade).

För detta är de radiellt yttre ändarna av var och en av de rörliga sektorplåtarna 6,8 försedda med en anordning som utgör bärorgan 10 för vidmakthållande av ett visst spel (S) mellan sektorplåtarnas 6, 8 ändar och en övre och en undre ringformad 9 anbragt på rotorn längs dess övre och undre periferier. Varje fläns har en yttre, periferiell, kontinuerlig ändyta 11 för samverkan med en framsida på glidskon 17 hos varje bârorgan 10.

Var och en de rörliga sektorplåtarna 6, 8 påverkas av en förutbestämd krafi mot rotorn 2, vilken kraft åstadkommes av vikten av sektorplåten och/eller ytterligare anordningar, exem- pelvis motvikter (ej visade), och bärorganen 10 upptaget dessa krafter.

Fig. 2 visar schernatiskt sektor-plåten 6, som samverkar med den övre rotorfläitsen 9 i en vy sedd från utsidan av flänsens períferi. Plåten 6 har två bärorgan 10, var och en med en glidsko 17, som glider på ändytan ll hos rotorflânsen 9 när flânsen roterar i den med en pil markerade riktningen.

Pig. 3 och 4 visar konventionell teknik i ändamål att schematiskt illustrera det problem som skall lösas genom uppfinningen. Fig. 3 visar hur vågfonnen hos rotorflänsen 9' i periferi- riktningen vid vissa lägen förorsakar bristande parallellitet mellan frarnsidan 12” hos glidskon 17” och ändytan ll” hos rotorflänsen 9', vilket resulterar i minskad kontaktyta eller vid en glid- sko av gaskuddetyp bortfall av bärfórmågan hos gaskudden. I fig. 4 som är en axiell sektion genom glidskon, visas motsvarande effekt när rotorflänsen 9' lutar radiellt.

Fig. 5 är en schematisk sektion motsvarande den i fig. 3 och visar arbetsprincipen för en glid- sko enligt uppfinningen. Bärorganet 10 är rörligt lagrat i sektorplåten 6 på ett sätt som tillåter 50561802 I > 15 20 25 30 BNSDOCID: Vi sos ers glidskon 17'rned dess *framsida 12 att fritt vicka så, att fi-amsidan 12 automatiskt anpassas till den momentana riktningen hos ändytan 11 hos rotorflänsen 9. Dessa ytor kommer därigenom att bli parallella och tillforsäkra en korrekt glidning antingen genom kontakt eller genom en gaskudde.

Det torde inses att avvikelserna hos ändytan 11 fiån plant tillstånd vinkelrätt mot rotoraxeln är starkt överdrivna på ritningen i ändamål att mera tydligt illustrera problemet och dess lösning.

En forsta uttöringsforrn av uppfinningen visas i fig. 6, som är en sektion genom glidskon. I detta fall är glidskon 17 av kontakttyp, och den är utförd att glida med fiarnsidari 12 på rotor- flänsens 9 ändyta 11, som roterar i den med en pil markerade riktningen. Glidskon består av kol eller grafit och är fastsatt på en bakre metallplatta 18 fastsatt på en gängad skruv 19.

Skruven 19 sträcker sig genom ett på motsvarande sätt gängat hål i ett skålformat styrorgan 20, som har en övre, sfärisk styryta 22. Glidskon 17 sträcker sig genom en öppning 25 i sektorplåten 6 och en hylsa 24 är anbragt på sektorplåten omkring öppningen 25. Vid sin övre ände är hylsan 24 försedd med en inåtriktad fläns 21 med sfärisk form, och skruven 19 sträcker sig ut genom ett centralt hål 26 bildat av flänsen 21. Hylsaris fläns 21 har en invändig, sfárisk styryta 23 med väsentligen samma radie (R) som styrytan 22 hos styrelementet 20. Lagerytan 23 hos flänsen 21 stöder mot styrytan 22 hos styrorganet 20. Det av flänsen 21 bildade hålet 26 är något vidare än skruven 19 och styrorganet 20 når inte fram till hylsan 24. Därigenom är styrorganet 20 fiitt att glida mot flänsen 21, så att styrorganet 20 och flänsen 21 bildar ett rörligt styrorgan for glidskorna. För att minska friktionen mellan styrytan 22 och lagerytan 23 är endera eller båda med fördel belagda med grafit, polytetraflouretylen eller liknande.

Styr- och lagerytorna 22, 23 har en radie med ett centrum 0 beläget mitt på framsidan 12 hos glidskon 17. På ritningen befinner sig glidskon i ett läge, där ändytan 11 hos rotorflänsen 9 är vinkelrät mot rotoraxeln och glidskons 17 axel vinkelrät mot ändytan och sektorplåten 6 och rotorflärisen parallella.

När rotorflänsen 9 rör sig i den med pilen markerade riktningen och en lutande del av rotor- flänsen 9 når fram till glidskon 17 tenderar ändytan 11 att vicka på glidskon 17, och emedan glidskon är rörligt lagrad på det ovan beskrivna sättet är glidskon fri att vicka omkring den sfäriska styrytans 22 centrum O och följa ändytan 1 1. Glidskon kommer därigenom att bli vinklad från det på ritningen visade läget medan läget hos sektorplåten 6 förblir oförändrat. 505618C2 I > 20 25 30 BNSDOCID: sus era Glidskons 17 glidning på flânsen 9 förorsakar slitage av fiamsidan 11. Det är därför nödvändigt att axiellt justera glidskon med jämna intervaller för att kompensera för slitaget i att 'vidmakthålla spelet S. Detta åstadkommes genom slcruvning av skruven 19 nedåt en sträcka t, så att sektor-plåten 6 lyfis i motsvarande grad. Sådana inställningar kan göras tills glidskon är konsumerad och måste bytas ut. På grund av för kompensering av slitaget kan inte cemrum för den sfäriska styrytan 22 bibehållas konstant i fiamsidan ll utan det blir belä- get en kort sträcka därifrån. Sträckan blir t/2 ovanför ytan omedelbart efter en justering till t/2 under ytan strax före nästa justering. Denna sträcka är emellertid så liten att momentet omkring vickningspunkten O på grund av fi-iktionen mellan fiarnsidan 12 och ändytan 11 i praktiken blir negligerbar.

En andra utiöringsforrn av uppfirmingen vid vilken glidskor av gaskuddetyp används, visas i fig. 7. Denna figur visar glidskon l7a samverkande med en lutande del av rotorflänsen 9a.

Glidskon har en axiell kanal 30 som sträcker sig genom glidskon, vilken kanal genom en slang 31 är ansluten till en källa för trycksatt gas med tillräckligt tryck för att etablera en gaskudde mellan glidskon l7a och rotorflärrsen 9a. Den rörliga styranordningens funktion vid denna ut- föringsform är liknande den för den ovan beskrivna första utföringsformen, och den speciella styrytans 22a radie (R) har sitt centrum i gapet mellan framsidan 12a och ändytan lla. Såsom fiarngår av ritningen lutar glidskon l7a i fröhällande till sektorplåten 6a.

Ehuru en glidsko av gaskuddetyp teoretiskt arbetar kontaktlöst och därför icke skulle erfordra varken axiell justering eller ett speciellt material såsom grafit, är det att föredra användningen av sådant material emedan kontakt under vissa förhållanden kan uppstå. Det är även möjligt att förse glidskon 17 a med en möjlighet till axiell på motsvarande sätt som vid den första utlöringsformen (fig. 6) för kompensering av slitage på grund av sådan oavsiktlig kontakt.

Vid de beskrivna uttöringsforrnerna har glidskon möjligheten att vicka både periferiellt och radiellt. Det torde emellertid inses att glidskon kan vara anordnad att tillåtas vicka enbart i endera av dessa riktningar, exempelvis enbart periferiellt. I detta fall har styr- och lag- ringsytorna cylindrisk förrn i stället fi sfárisk. 505618C2 l > ”S05 618 De speciella “sryr- och lagnlngsytorna kan vara försedda med organ for tillförsel av gas for etablering av en gaskudde mellan dessa ytor i ändamål att reducera friktionen emellan dem.

BNSDOCID:

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 BNSDOCID: sus 613 8 Patentkrav: , ~_.

1. Roterande regenerativ värmeväxlare försedd med en väsentligen cylindrisk rotor (2), som är lagrad i ett hus (1), och som vid åtminstone ena änden är försedd med en kontinuerligt runt Omkretsen sig sträckande fläns (9) med en yttre ändyta (1 1), vilket hus (1) är försett med plåtar (5, 6, 7, 8) vid åtminstone ena rotoränden belägna väsentligen vinkelrätt mot rotoms (2) ' axel och tätt intill nämnda rotorände, vilka plåtar (5, 6, 7, 8) innefattar vinkelrätt mot rotor- änden rörliga sektorplåtar (6, 8) vilka var och en påverkas av en resulterande axialkraft mot intilliggande rotorände och är försedd med bärorgan (10) för vidmakthållande i huvudsak av ett visst spel (S) mellan nämnda sektorplåtar (6, 8) och ifrågavarande rotorände, varvid varje bärorgan (l 0) innefattar en glidsko (17; l7a) med en framsida (12; l2a) vänd mot nämnda ändyta (1 1) samt styrorgan (20, 21) för nänmda glidsko(17;17a), k ä n n e t e c k n a d a v att styrorganen (20, 21) hos åtminstone ett av nämnda bärorgan (10) utgörs av ett rörligt styr- organ, som styr nämnda glidsko (17, l7a) att vicka omkring en bestämd vickningspunkt (O) belägen nära nämnda fi-amsida (12, 12a). _

2. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt krav l med nämnda fiamsida (12) glidande i kontakt med ändytan (1 1) och innefattande inställningsorgan (19) för axiell inställning av nämnda framsidas (12) läge fór kompensering av slitage hos framsidan (12) med intervall motsvarande en viss tjocklek (t) av slitage, varvid nämnda vickningspunkt (O) är belägen inom ett visst axiellt avstånd från fifamsidan, vilket avstånd är mindre än nänmda tjocklek (t).

3. Roterande regenerativ värmeväaclare enligt krav 2, varvid nämnda vissa axiella avstånd icke överskrider hälften av nänmda tjocklek (t).

4. Roterande regenerativ värmevâxlare enligt krav 1, försedd med organ (30, 31) för till- törsel av gas för matning av gas till nänmda framsida (l2a) med ett tryck tillräckligt för att - etablera ett gap mellan fiarnsidan (l2a) och nämnda ändyta (1 1), så att framsidan (l2a) glider utan kontakt på en gaskudde på nänmda ändyta (1 1), varvid nänmda vickningspunkt (O) är belägen innanför nämnda gap.,

5. Roterande regenerativ värmeväxlare enligt något av kraven l-4, varvid nämnda rörliga styrorgan (21, 22) innefattar en styryta (22) fast förbunden med glidskon (17; l7a) och sam- verkande med en lageryta (23) på bärorganet (10), vilken styryta (22) är försedd med en sfárisk yta vars centrum definierar nämnda vickningspunkt (O). 505618C2 I >