UA78374C2 - Rotary regenerator - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід стосується обертового регенератора відповідно до обмежувальної частини пункту 1 формули 2 винаходу, експлуатованого у поєднанні з пальником.

Подібні пристрої використовуються для економії природних ресурсів за рахунок мінімізації витрати палива та для зниження викидів СО 5, у тому числі, в галузі високотемпературних технологічних топок у чорній та кольоровій металургії, сталеливарній та керамічній промисловості. При цьому за допомогою теплообмінника у відхідного газу високотемпературної технологічної топки відбирають тепло, що міститься 5 ньому, та використовують для підігрівання повітря, що подається до топки. Це подаване до топки повітря називають також повітрям для горіння. Тепло повітря для горіння, що зростає в результаті цього, заміняє частину енергії, що міститься в паливі, завдяки чому зменшується необхідна для спалювання кількість палива. Це значно підвищує

ККД топки, оскільки звичайні втрати відхідного газу у використовуваних в чорній металургії та сталеливарній промисловості печах становлять близько 7095. На тлі помітно зрослих енергетичних витрат постійно існує все 12 більша потреба в оптимізованих, з погляду теплотехніки, процесах спалювання та придатних для цього пристроях.

Для регенерації тепла існують, в принципі, рекуперативні або регенеративні теплообмінні системи. У рекуперативних теплообмінних системах потік гарячого відхідного газу сполучають із потоком холодного припливного повітря та теплоту передають безпосередньо через перегородку. У регенераторів теплоту передають за допомогою теплоакумулювального проміжного середовища.

Особливо кращими для промислових топок виявилися обертові регенератори, у яких з одного боку в ротор, що повільно обертається, нагнітають гарячий відхідний газ, а з іншого боку - холодне повітря для горіння.

Гарячий відхідний газ протікає через ротор і нагріває розташовані в ньому нагрівальні елементи, які акумулюють це тепло. За рахунок обертання ротора нагріті нагрівальні елементи попадають у потік холодного с повітря для горіння та нагрівають холодне повітря для горіння, що протікає там уздовж них. Ге)

Оскільки відхідний газ І повітря для горіння не повинні перемішуватися, особливо важливим в обертових регенераторах є надійне відокремлення потоку відхідного газу від потоку повітря для горіння. Звичайно це відбувається за рахунок того, що ротор або його корпус розділяють газонепроникними секційними стінками, що проходять радіально від осі обертання ротора назовні, на кілька проточних камер. Тоді через різні камери З можуть протікати одночасно відокремлені один від одного відхідний газ та повітря для горіння. -

Звичайно, потік відхідного газу і потік повітря для горіння направляють через ротор назустріч один одному. Так, з боку, з якого в ротор вводять відхідний газ, виводять з ротора також нагріте повітря для о горіння. В цьому випадку говорять про гарячий бік ротора. З протилежного боку видувають охолоджений Ге) відхідний газ та нагнітають ще холодне повітря для горіння. Це так званий холодний бік ротора.

Зо Зазори між корпусом ротора та прилеглими повітро- або газопроводами герметизують звичайно за - допомогою ущільнювальної системи, що охоплює ротор. У цієї охоплюючої ущільнювальної системи поміщають в нерухомий і газонепроникно охоплюючий його корпус регенератора. Корпус регенератора має з гарячого боку газовпускний і повітровипускний патрубки. З холодного боку корпусу регенератора розташовані, відповідно, « газовипускний і повітровпускний патрубки. Відхідний газ протікає, отже, через зону відхідного газу, що З 70 проходить від гарячого боку регенератора до його холодного боку, тоді як повітря для горіння протікає через с зону повітря для горіння, що проходить від холодного боку до гарячого.

Із» Розділення зон корпусу регенератора для відхідного газу і повітря для горіння відбувається за допомогою двох перегородок, що проходять, відповідно, до ротора. Перегородки проходять відповідно уздовж ротора так, що закривають прилеглі секційні стінки ротора. Напроти секційних стінок ротора зони корпусу регенератора для відхідного газу і попітря для горіння герметизують за допомогою охоплюючої ущільнювальної системи, яка 7 проходить в площині перегородок. о Охоплююча ущільнювальна система включає замкнуту ущільнювальну стрічку, яка розташована в площині, що проходить паралельно осі обертання ротора, і розміщена на корпусі регенератора. Тому ущільнювальна о стрічка складається, щонайменше, з двох осьових і двох радіальних ущільнювальних відрізків, що притискаються -і 20 ззовні до ротора. При цьому осьові ущільнювальні відрізки проходять паралельно корпусу ротора, а радіальні - уздовж обох торцевих сторін ротора. У ротора, що обертається навколо вертикальної осі обертання, радіальні

Т» ущільнювальні відрізки розташовані тому приблизно горизонтально та один над іншим, а осьові ущільнення - у вертикальному напрямку та паралельно один одному, причому осьові ущільнення з'єднують між собою радіальні ущільнення. На виді збоку така ущільнювальна система виглядає як прямокутник, що разом із секційними 22 стінками ротора відокремлює одну від одної обидві газові секції. Для ущільнень, відомих з рівня техніки,

ГФ) використовують вузькі прямолінійні ущільнювальні стрічки з кераміки або металу. юю Проблема полягає в тому, що ротор через різні температури всередині нього розширюється по-різному і його гарячий бік вигинається назовні. Оскільки корпус регенератора, що оточує ротор, як правило, навіть приблизно не зазнає таких сильних температурних деформацій, осьові та радіальні ущільнювальні відрізки охоплюючої 60 ущільнювальної системи повинні бути узгоджені з ротором, що деформується. У відомих з рівня техніки установках це здійснюють за допомогою гідравлічного притискання осьових і радіальних ущільнень до ротора, що, однак, є дуже складним та має схильність до збоїв. Нерідко не досягаються задовільні результати герметизації, і ККД цих обертових регенераторів є низьким через недосконалу герметизацію.

Як альтернатива, вже пропонувалися обертові регенератори, у яких ротор виконаний чашоподібним з бо перфорованими дном та кришкою, а бічний кожух ротора відпадає. Замість цільного корпусу регенератора передбачені два нерухомих ковпаки, між якими обертається ротор. Для простоти тут ковпак з гарячого боку ротора називається гарячим ковпаком, а з холодного боку - холодним ковпаком. Відповідно, гарячий ковпак має газовпускний і повітровипускний патрубки, розділені першою перегородкою, а холодний ковпак - газовипускний і повітровпускний патрубки, розділені другою перегородкою.

Функцію герметизації у цих роторів виконують дно та кришка чашоподібного ротора, що притискаються, відповідно, безпосередньо до холодного та гарячого ковпаків за допомогою проміжних радіальних ущільнювальних відрізків, причому між відповідним ковпаком і ротором розташоване ущільнення. Отже, ця ущільнювальна система більше не охоплює ротор ззовні. Навпроти, ущільнення розділене на дві частини та /о бкладається з чашоподібного ротора із кришкою та двома віддаленими одна від одної ущільнювальними площинами на торцевих сторонах ротора. Недолік цього рішення полягає, однак, у конструкції кришки цих роторів, яка має більшу площу, що нерідко заважає течії, відповідно, повітря та газу.

Інша проблема відомих обертових регенераторів полягає в нагрівальних елементах, які поміщають у ротори.

Звичайно мова при цьому йде про плоскі металеві пластини хвилеподібного профілю перерізу, які, будучи /5 покладені одна на одну, утворюють між собою повітряні канали. Ці пластини поміщають звичайно в кілька шарів у каркаси і в каркасах встановлюють попакетно в секційних стінках роторів. Для захисту від потоків агресивних відхідних газів або забруднення частинками сажі, що містяться в них, металеві пластини емалюють. Ці емальовані металеві пластини можуть бути піддані дії, однак, лише обмежених температур відхідного газу.

Зокрема, для підвищення ККД високотемпературної технологічної топки бажано, однак, використовувати 2о регенератор також при особливо високих температурах 14002С і вище.

Останнім часом були представлені також ротори, у яких замість металевих " нагрівальних елементів в розділені секції вільно засипані керамічні кульки або губчаті тіла. Керамічні кульки мають ту перевагу, що вони є істотно більш жаростійкими та несприйнятливими до дії димових газів, ніж емальовані металеві нагрівальні елементи. У той же час ці ротори мають підвищений гідравлічний опір і більшу конструктивну висоту. с

Недоліками всіх вищезгаданих регенераторів є складна та недостатня герметизація ротора та відносно більша конструктивна висота при обмеженій, у цілому, температурній стійкості. о

В основі винаходу лежить задача створення такого обертового регенератора, у якому забезпечувалася б краща герметизація ротора, який мав би значно менші габарити, міг би використовуватися при значно вищих температурах відхідного газу вище 14002С і був би, у цілому, більш економічним у виготовленні. «І

Ця задача вирішується за допомогою обертового регенератора за пунктом 1 формули винаходу. Кращі модифікації наведені в залежних пунктах. т

Обертовий регенератор, відповідно до винаходу, містить як ротор встановлений з можливістю обертання між са нерухомими гарячим і холодним ковпаками теплообмінник з корпусом ротора, у якому розташовані теплоакумулювальні нагрівальні елементи. Отже, ротор не розміщають у корпусі регенератора і не герметизують со охоплюючою ущільнювальною системою. рч-

Як вже відзначалося, тут під гарячим ковпаком треба розуміти нерухомі впускні та випускні пристрої для прохідного потоку відхідного газу, що знаходяться з гарячого боку теплообмінника, а під холодним - подаваний до топки або пальника потік припливного повітря. Відповідно до цього, гарячий ковпак має газовпускний і « повітровипускний патрубки, відокремлені один від одного першою перегородкою. Інакше кажучи, у гарячий ковпак вводять і направляють на ротор потік гарячого відхідного газу. - с Холодний ковпак, у принципі, відповідає гарячому ковпаку з тією лише відмінністю, що розташований з ц холодного боку обертового регенератора та має, відповідно, газовипускний і повітровпускний патрубки, "» відокремлені один від одного другою перегородкою. Отже, через холодний ковпак з ротора відводять охолоджені відхідні гази і одночасно подають до ротора для нагрівання ще холодне свіже повітря або повітря для горіння.

Далі у обертового регенератора, відповідно до винаходу, між гарячим ковпаком і ротором розташоване -І гаряче ущільнення, а між холодним ковпаком і ротором - холодне ущільнення на поверненій до ротора стороні, відповідно, гарячого або холодного ковпака. Герметизують, отже, лише торцеві сторони ротора, причому терміни со "гаряче ущільнення" та "холодне ущільнення" пояснюють, де знаходиться відповідне ущільнення, тобто, з 9) гарячого або холодного боку ротора.

Обертовий регенератор, відповідно до винаходу, відрізняється від відомих обертових регенераторів тим, що і гаряче та холодне ущільнення є масивним ущільнювальним кільцем для периферійної герметизації ротора, що «з» відповідає трубчастій зовнішній стінці корпусу ротора, із прилеглим до відповідної перегородки внутрішнім ущільнювальним відрізком для радіальної герметизації ротора. При цьому внутрішній ущільнювальний відрізок ущільнювального кільця має, краще, ширину відповідної перегородки, а гаряче ущільнення обладнане 5Б5 охолодженням. До того ж у корпусі ротора передбачені керамічні капілярні та металеві плоскі нагрівальні елементи, при цьому останні розташовані, краще, на поверненій до холодного ковпака стороні ротора. і) Відповідно до винаходу, отже, використовується не чашоподібний ротор, а трубчастий, причому за рахунок іме) трубчастого виконання зовнішньої стінки обертового корпусу ротора виникає дуже сприятлива, з точки зору течії, характеристика набігання ротора. Це зменшує потребу в енергії для транспортування потоків повітря або бо відхідних газів. Разом з ущільнювальними площинами з холодного та гарячого боків ротора, що проходять, в основному, перпендикулярно осі обертання ротора, утворюється дуже добре придатний для герметизації корпус ротора, оскільки кільцеві поверхні корпусу ротора менше деформуються, ніж суцільні ущільнювальні кришки, розташовані, наприклад, на холодній та гарячій торцевих сторонах ротора. За рахунок кільцеподібних торцевих поверхонь зменшується опір тертя між ущільненнями та ротором. До того ж можна відмовитися від комплексного 65 кожуха ротора з осьовою герметизацією паралельно зовнішній стінці корпусу.

Радіальна герметизація ротора, тобто, відокремлення відхідного газу від повітря для горіння, відбувається за рахунок внутрішніх ущільнювальних відрізківд, розташованих на перегородках, що проходять по всьому діаметру ротора. Вони взаємодіють з капілярними нагрівальними елементами та/або, при необхідності, із секційними стінками, які ділять ротор на проточні секції, за рахунок того, що вони граничать безпосередньо зі стінками нагрівальних елементів або із секційними стінками ротора.

За допомогою охолодження гаряче ущільнення, сильно навантажене, зокрема, через високі температури, узгоджується за своєю тепловою характеристикою з тепловою характеристикою ротора. Так, зменшуються теплові напруги в масивному ущільненні, і за допомогою охолодження можуть бути точно створені температури або розширення ущільнення, які мають місце також у роторі. Таким чином, можна просто та без великих /о механічних витрат ефективно зменшити ущільнювальний зазор між гарячим ковпаком та одночасно поліпшити ущільнюючу дію ущільнення.

Нарешті, за рахунок комбінації керамічних і металевих нагрівальних поверхонь, у порівнянні з нагрівальними елементами, що складаються з чисто керамічних акумулювальних елементів, досягається зменшення на 20 95 конструктивної висоти при рівній продуктивності теплообмінника. Це розширює особливо /5 область застосування обертового регенератора.

При цьому під металевими плоскими нагрівальними елементами слід розуміти описані вище загальновідомі пакети пластин, що складаються із плоских та гофрованих металевих пластин. Керамічні капілярні нагрівальні елементи відрізняються тим, що вони є керамічними тілами, пронизаними множиною дрібних суцільних паралельних трубочок. Капіляри капілярних нагрівальних елементів утворені стінками, які, у свою чергу, самі виконані газонепроникними. За рахунок використання прикладених один до одного капілярних нагрівальних елементів, спрямованих у напрямку течії, можна відмовитися від множини радіальних стінок для герметизації обох потоків у корпусі ротора, оскільки самі капілярні нагрівальні елементи запобігають змішуванню відхідного газу і повітря для горіння. Так, наприклад, вже не потрібно, щоб щонайменше дві секційні стінки ротора прилягали до перегородки для надійної герметизації, і у обертового регенератора, відповідно до винаходу, сч жодній із секційних стінок більше не потрібно прилягати до перегородок.

Комбінація, відповідно до винаходу, металевих та керамічних нагрівальних поверхонь викликає, отже, (8) економію витрат, оскільки використовується менша кількість менших корпусних деталей, а ротор при рівній ущільнюючій дії, у цілому, є легшим. Це приводить також до економії потужності приводу, що, у свою чергу, додатково підвищує ККД обертового регенератора. «г зо В одному кращому варіанті удосконалення регенератора співвідношення поверхонь металевих і керамічних нагрівальних елементів складає від однієї третини до однієї чверті. Досліди показали, що тут досягнутий - оптимальний компроміс між керамічними капіллрними та металевими плоскими нагрівальними елементами, с оскільки має місце таке ідеальне співвідношення між керамічними нагрівальними елементами відносно більшої площі та металевими нагрівальними поверхнями, що потребують менше місця. До того ж це співвідношення со зв враховує очікувані для використання в промислових печах перепади температур між гарячою та холодною ї- сторонами ротора.

Особливо ефективно для охолодження використовується охолодження текучим середовищем. Як текуче середовище при цьому розглядається повітря, вода або аналогічні придатні охолодні засоби, причому, краще, нагрівальне ущільнення має зі свого зовнішнього боку оточуючий його охолодний канал для повітряного «

Охолодження. шщ с Для того, щоб виникаючі інколи нещільності на гарячому ущільненні не пошкодили його або обертовий . регенератор, доцільно, щоб охолодний канал мав розподілені по його периферії та спрямовані до ротора вихідні и?» отвори для запірного повітря, які утворюють повітряну завісу, що оточує ззовні гарячий ущільнювальний зазор.

Під гарячим ущільнювальним зазором у цьому зв'язку мається на увазі зазор між гарячим ущільненням та ротором або зазор у самому ущільненні. Завдяки повітряній завісі гарячі гази, що можуть інколи виходити через -І цей зазор, змішуються з охолодним повітрям і не приводять до подальших ушкоджень ущільнення та його оточення. Це збільшує термін служби та додатково підвищує герметичність гарячого ущільнення. Ушкодження со можуть виникнути, наприклад, через те, що гарячий газ або повітря для горіння протікає уздовж ущільнення. До 2) того ж завдяки цьому охолоджується також корпус ротора і додатково знижується теплове навантаження на 5р Нього. ш- Для зниження теплових навантажень і пов'язаних з цим розширень гарячого ковпака перша перегородка має ї» в кращій модифікації охолодження, виконане, краще, у вигляді повітряного охолодного каналу, розташованого між газовпускним та повітровипускним патрубками. Він розташований впритул до поверненої до гарячого ущільнення зовнішньої сторони перегородки, причому кращими є також рішення з розташованим в перегородці Повітряним каналом, оскільки при цьому може також охолоджуватися прилеглий внутрішній ущільнювальний відрізок гарячого ущільнення. Тоді за допомогою охолодження перегородки та охолодження гарячого

Ф) ущільнення можна зменшити теплові відмінності між перегородкою та гарячим ущільненням. Незалежно від ка розташування охолодження в перегородці охолодження перегородки та охолодження гарячого ущільнення утворюють, краще, загальну та взаємозв'язану охолодну систему. во Краще, керамічні нагрівальні елементи складаються, щонайменше частково, із сольової кераміки з прихованими теплоакумулювальними властивостями. Особливо придатними є, однак, керамічні нагрівальні елементи, що цілком складаються із сольової кераміки, які розташовані, краще, на зовнішніх краях ротора.

В одній модифікації зовнішня стінка корпусу ротора включає несучу трубу-оболонку та вогнетривку теплоізоляцію, причому теплоізоляція проходить, краще, тільки в зоні керамічних нагрівальних елементів. Така 65 багатошарова будова стінки корпусу зменшує загальну деформацію ротора, оскільки вплив високих температур на несучу трубу-оболонку зменшується, і вона помітно менше деформується. Це поліпшує герметизацію ротора та знижує тертя між ущільненням та корпусом ротора. До того ж, така будова стінки забезпечує використання обертового регенератора також при високих температурах відхідного газу, оскільки жар не передається на несучі зовнішні елементи та не ушкоджує їх. У цілому, відбувається подальша оптимізація теплової характеристики обертового регенератора.

Відповідно до винаходу, ротор приводиться ланцюговим приводом, який містить, краще, закріплену на роторі зірочку, термовідокремлену від ротора. Термовідокремлення може здійснюватися, наприклад, за допомогою розташованого між ротором та зірочкою амортизатора або пружинячого закріплення. За рахунок термовідокремлення зірочки температурні розширення ротора не передаються на зірочку, в результаті чого 7/о діаметр зірочки залишається постійним навіть при роботі зі змінними температурами відхідного газу.

Згідно з винаходом, ротор приводиться ланцюговим приводом. Цей привід може особливо надійно використовуватися також при високих температурах і забезпечує використання обертового регенератора при особливо високих температурах відхідного газу що, як сказано, підвищує його ККД.

Винахід більш детально пояснюється нижче за допомогою креслень, які схематично зображують: - Фіг.1: переріз першого прикладу виконання обертового регенератора, відповідно до винаходу; - Фіг.2: переріз другого прикладу виконання ротора, відповідно до винаходу; - Фіг.3: вид зверху на металеве холодне ущільнення; - Фіг.4: вид зверху на керамічне гаряче ущільнення; - Фіг.5: у збільшеному виді позначений на Фіг.1 кружком фрагмент гарячого ущільнення; - Фіг.6: розріз А-А зображеного на Фіг.1-5 гарячого ущільнення; - Фіг.7: переріз капілярного нагрівального елемента прямокутної в плані форми; - Фіг.8: переріз капілярного нагрівального елемента колоподібної в плані форми; - Фіг.9: переріз капілярного нагрівального елемента трапецієподібної у плані форми; - Фіг.10: Переріз металевого плоского нагрівального елемента. сч

Зображений на Фіг.1 обертовий регенератор 1 є прикладом виконання регенератора, призначеного для о регенерації тепла в установці для нагрівання сталерозливального ковша на електросталеплавильному заводі.

Цей обертовий регенератор 1 містить ротор 2, що приводиться за допомогою електродвигуна 39 через ланцюговий привід 28, який обертається навколо вертикальної осі 29 обертання та розташований між гарячим З і холодним 4 ковпаками. Обертовий регенератор 1, відповідно до винаходу, орієнтований, отже, вертикально, -«ф зо причому, однак, цілком можлива його експлуатація й в інших кутових положеннях.

Гарячий ковпак З має газовпускний 7 і повітровипускний 8 патрубки, відокремлені один від одного, - відповідно, перегородкою 9. Перегородка 9 гарячого ковпака обладнана тут повітряним охолодженням 41. З с іншого боку ротора в холодному ковпаку 4 розташовані газовипускний 10 та повітровпускний 11 патрубки, причому газовипускний 10 та повітровпускний 11 патрубки газонепроникно відокремлені один від одного другою со зв перегородкою 12. ї-

Потік відхідного газу, що йде від установки для нагрівання ковша, і надходить до обертового регенератора 1, позначений тут стрілкою 100. Гарячий відхідний газ 100 надходить, отже, через газовпускний патрубок 7 в обертовий регенератор 1 в горизонтальному напрямку. У газовпускному патрубку 7 горизонтально спрямований потік відхідного газу 100 відхиляється у вертикальному напрямку і попадає на ротор 2. Відхідний газ 100 « протікає, охолоджуючись, через ротор 2, який повільно обертається навколо вертикальної осі 29 обертання, униз ств) с через нагрівальні елементи 6. При цьому відхідний газ віддає тепло нагрівальним елементам 6, які акумулюють його, а потім у вигляді охолодженого потоку 101 виходить через газовипускний патрубок 10 з обертового ;» регенератора 1. При цьому вертикальна спочатку течія відхиляється за допомогою газовипускного патрубка 10 у горизонтально спрямовану течію.

З боку обертового регенератора 1, протилежного стороні відхідного газу, холодне повітря 102 для горіння -І надходить у повітровпускний патрубок 11, відхиляється там з первісного горизонтального напрямку в спрямовану угору вертикальну течію і попадає на ротор 2. Холодне повітря 102 для горіння протікає тоді через со ротор 2 і попередньо нагріті нагрівальні елементи 6 угору, причому повітря для горіння нагрівається в гарячий 2) потік 103. Гарячий потік 103 повітря для горіння відхиляється за допомогою повітровипускного патрубка 8 зі 5р своєї первісної вертикальної повітряної течії в горизонтально орієнтовану та виходить з обертового

Ш- регенератора 1. ї» Нагрівальна поверхня б ротора 2 складається з двох різних шарів нагрівальних елементів. На нижній холодній стороні розташовані металеві плоскі нагрівальні елементи 22, а на гарячій верхній стороні - керамічні капілярні нагрівальні елементи 21. Трубчаста зовнішня стінка 15 корпусу 5 ротора має в цьому ов прикладі виконання двошарову будову, що складається з несучої зовнішньої стінки 26 зі сталі та внутрішнього вогнетривкого теплоїзолювального шару 27, розташованого тільки в зоні керамічних капілярних нагрівальних

Ф) елементів 21. Теплоїізолювальний шар 27 є вогнетривкою втрамбованою масою, що дозволяє без проблем ка навантажувати теплообмінник температурами від 1400 до 16002С і вище, тоді як зварений корпус 5 ротора і, зокрема, зовнішня стінка 26, є захищеними від перегріву. Також за рахунок теплоїзолювального шару 27 виникає бо Термовідокремлення...

На зовнішній стінці 26 ротора 2 за допомогою пружинячих в радіальному напрямку кріпильних елементів з відокремленням від теплового розширення закріплена зірочка 42 ланцюгового приводу 28 ротора. Так, разом зі зменшеним за рахунок теплоїзолювального шару 27 розширенням зовнішньої стінки 26 виникає, в основному, постійний діаметр зірочки 42. Інакше кажучи, "привід ротора 2 здійснюється без втрат за рахунок жорсткого в б5 напрямку обертання закріплення зірочки 42 на роторі 2, тоді як в радіальному напрямку ротор може розширюватися та звужуватися по відношенню до зірочки без негативної передачі цих деформацій на зірочку 42.

Гарячий ковпак З має як на газовпускному 7, так і на повітровипускному 8 патрубках і на перегородці 9 на своїй внутрішній стороні, тобто, на поверхнях, стичних з газовими та повітряними потоками, керамічну волокнисту теплоізоляцію 30. На холодному ковпаку 4 теплоїізолювальним шаром 31 облицьований лише газовипускний патрубок 10, причому в цьому прикладі виконання використовується волокниста ізоляція.

Усередині ротора 2 знаходиться теплоізоляція 33, що газощільно герметизує внутрішню зону навколо осі 29 обертання ротора та захищає від жару вал 32 ротора, утримуваний у своїй нижній частині у жорсткому тримачі 40. Ця внутрішня зона 33 ротора 2 проходить від металевого ущільнення 14 до керамічного ущільнення 13.

Герметизація ротора 2 від гарячого ковпака З здійснюється за допомогою повітроохолоджуваного масивного /о керамічного гарячого ущільнення 13, яке на своїй зовнішній периферії має охолодження 20. Відокремлення потоку 100 відхідного газу від потоку 103 повітря для горіння відбувається при цьому за допомогою перегородки 9, на нижній стороні якої знаходиться внутрішній ущільнювальний відрізок 18 керамічного гарячого ущільнення 13. Керамічне ущільнення, як видно з Фіг.4, виконане у формі кругового кільця, яке, в основному, відповідає діаметру стінки 15 ротора у формі кругового циліндра. Ущільнювальне кільце 16 має при цьому внутрішній ущільнювальний відрізок 18, ширина якого, як видно з Фіг.1, відповідає ширині перегородки 9. Ширина втрамбованої теплоізоляції 33, що оточує вісь 29 ротора, також, в основному, відповідає ширині внутрішнього ущільнювального відрізка 18, завдяки чому ущільнення площинно прилягає до теплоізоляції ЗЗ і внутрішнього ущільнювального відрізка 18.

З протилежного холодного боку ротора 2 знаходиться виконане істотно більш тонким і також масивним 2о Металеве ущільнення 14. Воно має внутрішній ущільнювальний відрізок 19 та ущільнювальний відрізок 17 у формі кругового кільця, Додатково, внутрішній ущільнювальний відрізок 19 має колоподібний наскрізний отвір 40 для вала 32 ротора, який проходить через металеве холодне ущільнення 14. Відстань між ротором 2 та гарячим 13 і холодним 14 ущільненнями можна при цьому відповідно регулювати за висотою.

Зображений на Фіг.2 другий приклад виконання ротора 2, відповідно до винаходу, має східчастий переріз. сч

Він виникає за рахунок більш вузького в порівнянні з керамічними капілярними нагрівальними елементами 21 виконання металевих плоских нагрівальних елементів 22, Завдяки цьому можна досягти більш компактного і) виконання обертового регенератора 1. Керамічні капілярні нагрівальні елементи 21 розташовані в корпусі 5 ротора стоячки поряд один з одним і проходять від верхньої сторони ротора до металевих плоских нагрівальних елементів 22. «г зо На Фіг.5 та 6 зображені інші деталі керамічного гарячого ущільнення 13. Як вже відзначалося, воно має охолодження 20, яке у зображеному тут прикладі виконання є повітряним охолодженням з охолодним каналом - 23. Охолодний канал 23 має впускний патрубок 34 для охолодного повітря, через який надходить потік 200 с охолодного повітря. Потік 200 охолодного повітря направляють по каналу 23 для охолодного повітря з метою охолодження навколо гарячого ущільнення 13 у напрямку периферії. Таким чином, ущільнення за своєю со з5 тепловою характеристикою можна погодити з тепловою характеристикою стінки 15 корпусу ротора та підвищити М герметичність ущільнення.

Як показано на Фіг.б, уздовж ущільнення 13 рівномірно розподілені вихідні отвори 24 для запірного повітря. Вони направляють охолодне повітря в гарячий повітряний зазор 25, утворений між ущільненням 13 та стінкою 15 корпусу ротора. Охолодне повітря, що виходить з них, тече униз і перешкоджає обтіканню ущільнення « 13 гарячим газом, краще, зменшуючи теплове навантаження керамічного ущільнення 13. з с На Фіг.7, 8, 9 зображені три різні форми перерізу керамічних капілярних нагрівальних елементів 21. При . цьому мова йде про довгасті та розташовані поруч один з одним у корпусі 5 ротора керамічні тіла, які, у свою и?» чергу, пронизані у своєму поздовжньому напрямку множиною капілярних каналів 35. При цьому капілярні канали

З5 можуть мати, у принципі, багатокутну або округлу форму перерізу, наприклад круглу, трикутну або чотирикутну форму. Важливо лише, щоб стінки.3б6 капілярів складалися з керамічного матеріалу та були -І газонепроникними. Як видно з Фіг.8 та 9, при цьому може бути обрана кругла або кругла на окремих ділянках в плані форма нагрівального елемента 21. Зокрема, зображена на Фіг.9 трапецієподібна форма в плані є со придатною для розташування нагрівальних елементів 21 круговими секторами. 2) На Фіг10о зображений переріз металевого плоского нагрівального елемента 22, розташованого під 5ор Керамічним капілярним нагрівальним елементом 21. При цьому мова йде про відомий сам по собі нагрівальний

Ш- елемент високої потужності, що складається із з'єднаних профільованих листів. У зображеному тут прикладі між ї» двома гофрованими нагрівальними аркушами 37 розташовані прямі нагрівальні листи 38, що утворюють канали.

Claims (1)

1. Формула винаходу

   (Ф) 1. Обертовий регенератор 1, що містить як ротор 2 установлений з можливістю обертання між нерухомими ГІ гарячим З і холодним 4 ковпаками теплообмінник з корпусом 5 ротора, у якому розташовані теплоакумулювальні нагрівальні елементи б, причому гарячий ковпак З містить газовпускний 7 і повітровипускний 8 патрубки,

   во відокремлені один від одного першою перегородкою 9, а холодний ковпак 4 містить газовипускний 10 і повітровпускний 11 патрубки, відокремлені один від одного другою перегородкою 12, у якого між гарячим ковпаком і ротором 2 розташоване гаряче ущільнення 13, а між холодним ковпаком 4 і ротором 2 - холодне ущільнення 14 на поверненій до ротора 2 стороні, відповідно, гарячого З або холодного 4 ковпака, який відрізняється тим, що гаряче 13 та холодне 14 ущільнення є масивними ущільнювальними кільцями 16, 17 де для периферійної герметизації ротора 2, що відповідають трубчастій зовнішній стінці 15 корпусу 5 ротора із прилеглими до відповідних перегородок 9, 12 внутрішніми ущільнювальними відрізками 18, 19 для радіальної герметизації ротора 2, внутрішні ущільнювальні відрізки 18, 19 якого мають переважно ширину відповідних перегородок 9, 12, гаряче ущільнення 13 обладнано охолодженням 20, при цьому в корпусі 5 ротора передбачені керамічні капілярні 21 та металеві плоскі 22 нагрівальні елементи, з яких металеві плоскі нагрівальні елементи 22 розташовані на поверненій до холодного ковпака 4 стороні ротора 2.

   2. Регенератор за п. 1, який відрізняється тим, що співвідношення поверхонь металевих 22 та керамічних 21 нагрівальних елементів складає від 1/3 до 1/4.

   З. Регенератор за п. 2, який відрізняється тим, що охолодження 20 гарячого ущільнення 13 виконане у вигляді охолодного каналу 23 для повітряного охолодження, що оточує зовнішню сторону гарячого ущільнення

   7/0. 13.

   4. Регенератор за п. 3, який відрізняється тим, що охолодний канал 23 має розподілені по його периферії і спрямовані у напрямку ротора 2 вихідні отвори 24 для запірного повітря, які утворюють повітряну завісу, що оточує гарячий ущільнювальний зазор 25.

   5. Регенератор за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перша перегородка 9 має /5 охолодження 41, виконане у вигляді повітряного охолодного каналу, розташованого між газовпускним 7 та повітровипускним 8 патрубками.

   6. Регенератор за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що керамічні нагрівальні елементи 21 щонайменше частково складаються із сольової кераміки.

   7. Регенератор за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зовнішня стінка 15 корпусу 5 2о ротора містить несучу трубу-оболонку 26 та вогнетривку теплоізоляцію 27, що проходить переважно в зоні керамічних нагрівальних елементів 21.

   8. Регенератор за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що деталі регенератора 1, які контактують з гарячим відхідним газом, виконані жаростійкими з можливістю нагрівання від 1200 до 160020.

   9. Регенератор за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що ротор 2 приводиться в дію с ланцюговим приводом 28, який містить закріплену на роторі 2 зірочку, термічно відокремлену від ротора 2. о « у (зе) (ее) і -

   - . и? -і (ее) (95) -і с» іме) 60 б5