JPH08210791A - 回転再生式熱交換器用ロータ組立体 - Google Patents
回転再生式熱交換器用ロータ組立体Info
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Abstract
これを収容するロータセクターとの間の隙間を小さくし
て、ステープレートを設ける必要をなくすと共に、バイ
パス隙間を減少させること。 【解決手段】 熱交換バスケット22は、ロータの頂部
端(ダクト端)を通して軸方向からでなくて、ロータの
側部を通して半径方向からロータ内に装填される。バス
ケット22は、仕切り板34により分割されている複数
の各ロータセクター(扇形区画室)20内に設けられて
いる格子上に支持される。各ロータセクター20の扇形
角度A°は各バスケット22の扇形角度B°よりも小さ
くされ、各バスケット22の内側角部46が仕切り板3
4に接触する前に、各バスケット22の外側角部44が
仕切り板34に接触し、これによりバスケットはロータ
構造体を補強する働きをなすと共に、バイパス隙間を減
少させる。
Description
より詳細には、モジュール型熱交換バスケットを支持し
て位置決めする装置の改良に関する。
れのような熱い一方のガス流れから例えば燃焼用空気の
ような冷たい他方のガス流れに熱を伝達するのに用いら
れている。このような回転再生式熱交換器におけるロー
タは多数の熱吸収材料を収容し、これらの熱吸収材料は
最初に熱いガス流れ用通路内に位置され、ここで熱いガ
ス流れの熱が熱吸収材料によって吸収される。それか
ら、ロータが回転すると、熱吸収材料は冷たいガス流れ
用通路に入り、ここで熱が熱吸収材料から冷たいガス流
れに伝達される。
うな典型的な回転再生式熱交換器においては、円筒形の
ロータが垂直中央ロータ柱に取付けられている。このロ
ータは、中央ロータ柱からロータの外周又は外側シェル
まで延びる複数の半径方向仕切り板によって複数の扇形
区画室に分割されている。これらの扇形区画室には、複
数のモジュール型熱交換バスケットが装填されている。
そして、これらの熱交換バスケットは一般には積重ねた
板の様な要素から成る多数の熱吸収材料を収容してい
る。
ている。そして、ロータの両端は、熱いガス入口ダクト
と冷たいガス出口ダクトとの間及び熱いガス出口ダクト
と冷たいガス入口ダクトとの間にそれぞれ設けられてハ
ウジングを熱いガス側と冷たいガス側とに分割するセク
ター板によって部分的に覆われている。更に、熱交換器
の作動効率を改善するために、従来から、ロータの両端
にそれぞれ半径方向シールと称されているシールを設け
ることが行われており、これらのシールはセクター板に
近接して設けられ、ロータの両端における熱いガス側と
冷たいガス側との間のガス流れを最少にする。これらの
シールは、通常、仕切り板の縁に設けられている。
ケットは、開口フレームを包含し、ソリッドな側壁を有
していない。そして、これらのバスケットはロータ内に
その頂部端(ダクト端)から装填され、また、ステープ
レートが半径方向において隣接するバスケット間に設置
されて、これらのバスケットを支持する。この場合、バ
スケットをロータ内に自由に入れることができるように
するためには、バスケットを仕切り板とステープレート
とにより形成された区画室よりも小さなものにする必要
があり、その結果隙間が生じてしまう。したがって、必
要熱交換表面を得るためには、正面面積をその隙間分だ
け大きくしなければならず、それ故大型のロータになっ
てしまう。また、各バスケットのまわりに空気(冷たい
ガス)及び煙道ガス(熱いガス)のバイパスを許す隙間
が存在し、このため熱効率が減少する。
解決するためになされたもので、回転再生式熱交換器に
おける熱交換バスケットを支持して位置決めする新規な
装置を提供するものである。すなわち、本発明によれ
ば、ロータは、バスケットの装填及び取出しをロータの
頂部端(ダクト端)を通して軸方向に行うのではなく
て、ロータの側部を通して半径方向に行うことができる
ような構成とされている。バスケットは、各扇形区画室
すなわち各セクター内に位置されて支持される。バスケ
ットは、また、仕切り板間の支持体として機能してロー
タ構造体を補強する働きをなすと共に、バイパス隙間を
減少させる。更に詳細に述べれば、バスケットはロータ
の各端における仕切り板間に固定されている格子上に支
持される。また、各ロータセクターの扇形角度は各バス
ケットの扇形角度よりも小さく、その結果各バスケット
の内側端が仕切り板に接触する前に、各バスケットの外
側端が仕切り板に接触することができる。
明の好適な実施例について詳細に説明する。
熱器又は空気加熱器を一部断面にして示す斜視図であ
る。この空気予熱器はハウジング12を包含し、このハ
ウジング12の中にはロータ14が矢印18により示さ
れる方向に回転できるよう駆動軸又は柱16に取付けら
れている。ロータ14は複数の扇形区画室すなわちセク
ター20から成っており、各セクター20は多数のモジ
ュール型バスケット22を収容すると共に、各セクター
20は仕切り板34によって限定されている。各バスケ
ット22は、熱交換表面を収容する。ハウジング12の
頂部は、流体流れを通さないセクター板24によって煙
道ガス側と空気側とに分割されている。また、図1に示
したセクター板24と対応する他のセクター板がハウジ
ング12の底部に設置されている。熱い煙道ガスは、ガ
ス入口ダクト26を通して空気予熱器内に入り、それか
らロータ14を通して流れるときに熱をロータ14に伝
達し、その後ガス出口ダクト28を通して出る。煙道ガ
スの流れと反対方向に流れる空気は、空気入口ダクト3
0を通して空気予熱器内に入り、それからロータ14を
通して流れるときに熱をロータ14から奪い取り、その
後空気出口ダクト32を通して出る。
部分を断面にして示す平面図であって、ロータの中央部
分36とロータシェル38との間を半径方向に延びてい
る仕切り板34が断面で示されている。この図2は、モ
ジュール型バスケットが取付けられる前の状態を示して
いる。仕切り板34間には、支持格子40が設けられて
いる。これらの支持格子40は、複数の部材42から形
成され、通常トラスの様な構造体とされる。すなわち、
設計上バスケットを支持する構造としては、通常、適当
に所望されるトラスの構造体が用いられる。そして、ト
ラス構造体の支持格子40は例えば溶接によって仕切り
板34に取付けられる。従来と同じように、各セクター
内には複数の格子が高さを異にして設けられている。
らではなくてロータの周囲部の側部を通してロータの中
に配置される。前述したように、バスケットをロータの
頂部端から装填するときには、十分大きな隙間を設けな
ければならず、このためステープレートを半径方向にお
いて隣接するバスケット間に設置してこれらのバスケッ
トを適所に保持するようにしなければならない。そし
て、各バスケットのまわりに隙間があるということは、
一定の大きさの熱交換表面と適合するために空気予熱器
に追加の正面(端)面積を要求することを意味する。こ
れに対し、バスケットをロータの側部から装填するとき
には、非常に小さな隙間が必要とされるだけであり、バ
スケットをセクター内に互いに緊密に入れることがで
き、その結果大きな隙間は除去される。そして、これに
より、ステープレートを設ける必要がなくなると共に、
特定の大きさの熱交換表面のために必要とされる空気予
熱器の所要正面面積が減少される。
断面にして示す平面図であるが、バスケット22が格子
40(図2は示されているが、図3には示されていな
い)の適所に載っている状態を示す。勿論、従来と同じ
ように、通常各セクター内には複数の格子及びモジュー
ル型バスケットが高さを異にして設けられる。図3に見
ることができるように、モジュール型バスケット22は
セクター20の扇形角度(テーパ角度)よりも大きい角
度の扇形に構成されている。これは図4により一層明確
に示されており、図4はセクター20の扇形角度A°と
各バスケット22の扇形角度B°との間の角度関係を示
す拡大図である。セクター20の扇形角度A°は各バス
ケット22の扇形角度B°よりも小さいので、バスケッ
ト22をロータ内の所定位置、すなわちバスケット22
の外側角部44が仕切り板34に係合するが、バスケッ
ト22の内側角部46が仕切り板34からまだ間隔を置
いている位置にまで容易に挿入することができる。この
ような扇形角度の差によって、バスケット22の外側端
が仕切り板34に接触する前に、バスケット22の内側
端が仕切り板34に接触することが防止される。ロータ
用セクターの扇形角度A°は約7.5°から30°まで
の範囲で変えることができるが、しかし、バスケットの
扇形角度B°はいかなる場合であってもセクターの扇形
角度A°よりもほぼ0.2°〜0.6°大きい範囲とさ
れる。そして、バスケットの内外側間距離を調整するに
加えて、製作工程中適当な固定具を用いてバスケットの
外側長さを正確に設定することにより、各バスケットを
セクター内の所定位置に1つのバスケットの外側端とそ
の次のバスケットの隣接する内側端との間の半径方向隙
間を小さくして又はなくして正確に入れることができ
る。また、バスケットの外側角部が仕切り板に係合し、
かつバスケットとセクターとの間のテーパ角度の差が小
さいので、非常に小さい横隙間が形成されるだけであ
る。そして、総合効果として、バスケットをバイパスす
る隙間を通しての総流れ面積が、従来の端(ダクト)取
外しバスケットの場合に存在する隙間流れ面積よりも十
分に減少されることである。また、バスケットは仕切り
板に係合するので、バスケットは仕切り板間の支持体と
して働く。
り板に接触するまで押されることによってロータの側部
から順次挿入される。それから、バスケットは少なくと
も最も外側のバスケットが仕切り板に適当にピン止めさ
れることによって、適所に固定される。
断面にして示す斜視図である。
て示す平面図であって、仕切り板間に設けられている支
持格子を示している。
同じ部分を断面にして示す平面図であって、支持格子上
に載っているバスケットを示す。
セクターとの扇形角度の関係を示す拡大図である。
Claims (4)
- 【請求項1】立軸型の回転再生式熱交換器用であって、
軸方向に延びるロータ軸に取付けらられるロータ組立体
において、 a)円筒形の外側ロータシェルと、 b)ロータ組立体内をその中央部分から前記外側ロータ
シェルまでその頂部から底部にわたって半径方向に延び
て、ロータ組立体を複数の扇形区画室に分割すると共
に、互いに所定の角度とされている複数の仕切り板と、 c)各扇形区画室内に設置されて前記仕切り板間を接続
すると共に、流体が軸方向へ通過して流れるのを許容す
る開放構造体である複数の軸方向に間隔を置いて水平に
延びる支持格子と、 d)半径方向において互いに隣接して各支持格子上に支
持されていると共に、中央ロータ部分から外側ロータシ
ェルまで延び、前記扇形区画室の扇形角度よりも大きい
角度の扇形に構成されている複数の切頭扇形の熱交換バ
スケットと、を包含することを特徴とするロータ組立
体。 - 【請求項2】請求項1記載のロータ組立体において、前
記扇形区画室の扇形角度と前記バスケットの扇形角度と
の差は0.2°から0.6°までの範囲である、ロータ
組立体。 - 【請求項3】立軸型の回転再生式熱交換器用であって、
軸方向に延びるロータ軸に取付けらられるロータ組立体
において、 a)円筒形の外側ロータシェルと、 b)ロータ組立体内をその中央部分から前記外側ロータ
シェルまでその頂部から底部にわたって半径方向に延び
て、ロータ組立体を複数の扇形区画室に分割すると共
に、互いに所定の角度とされている複数の仕切り板と、 c)各扇形区画室内に設置されていると共に、中央ロー
タ部分から外側ロータシェルまで延び、前記扇形区画室
の扇形角度よりも大きい角度の扇形に構成されている複
数の切頭扇形の熱交換バスケットと、を包含することを
特徴とするロータ組立体。 - 【請求項4】請求項3記載のロータ組立体において、前
記扇形区画室の扇形角度と前記バスケットの扇形角度と
の差は0.2°から0.6°までの範囲である、ロータ
組立体。
Applications Claiming Priority (3)
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| US08/330,923 | 1994-10-28 |
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