JPS5872887A - 回転再生式熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回転再生式熱交換装置は、本質的に、扇形に作った複数
のバスケットを支持するロータ柱を包含し，該バスケツ
トはロータ柱がら外向きに半径方向へ延びて多量の熱吸
収材料を収容する。これらロータ柱及び扇形バスケット
は回転され、これによりバスケットは熱い流体と冷い流
体とに交互にさらされて熱い流体から吸収した熱をこれ
らバスケットを通して流れる冷い流体に伝達する。

ロータはハウジングにより囲繞され、このハウジングは
間隔を置いた両端に端板を有して形成され、これら端板
は加熱流体及び加熱しようとする流体を同時にロータの
熱吸収材料に向けさせる開口を包含する。

ロータを通して流れろ熱い流体及び冷い流体は周囲大気
圧よりも高い又は低い種々のレベルの圧力に維持される
ので、これら高及び低圧力区域と周囲大気との各流体間
に漏洩が生じる傾向が強くある。

流体の過剰な漏洩を防止するために、したかつか て、多くの手段が幾つかの流体を互いｌらまた大気から
有効に絶縁するシール装置を提供するために採られてい
る。

しかして、従来知られている多くのローフ柱シール装置
は、種々の構成を有する。これらシール装置は、また、
幾つかの流体を有効に絶縁するのに、異なる特徴を有し
ている。

例えば、米国特許第３，８２２，７３９号明細書に開示
されている型式の接触シールは、固定したハウジング構
体と回転軸との間の空間を占有するパッキングリングを
提供している。一方、米国特許第３、９８０，１２８号
明細書に開示されている型式のシール装置は、パッキン
グ拐１１の集合体間に高圧力空気チャンバを設けて使用
することを示している。

また、米国特許第４，１５９，０３３号明細書は、間隔
を置いた空気チャンバが空気予熱器からの漏洩を防止す
るためにもっばら使用されるようにｌ７た更に他の構成
を示している。

以第述べた米国特許明細書記載のシール装置においては
、耐熱性セラミックウールのパッキング材料が使用され
ている。しかしながら、このような材料は、一定の摩耗
を受けると、すぐに微細粉のようなダストに粉砕し、こ
れらダストが大気中に排出されてしまう。前述した米国
特許第４，１５９，０３３号明細書に記載されたものに
おいては、全体のシール機能は圧縮空気チャンバにより
なされ，、一方端板に隣接する空間の冷却は同心のチャ
ンバに冷却空気を連続的に供給することによりおこなわ
れている。したがって、この冷却空気の流れが妨げられ
ると、空気シール、トラニオン、支持軸受及び他の隣接
するハウジング構体が過熱されてしまうことになる。

本発明は２。したがって、これら従来の問題を解消して
、空気型シールとバッキング型シールとの両方の利益を
有するロータ柱又はトラニオンシール装置を提供するも
のである。更に詳述すると、本発明によれば。シールは
ふたつの部分すなわち空気型シールとバッキング型シー
ルとに分離され、空気型シールが連続して動く部品間を
シールし、一方パツギング型シールが相対的な移動がそ
れほどの量ではない熱交換器の部品間をシールするよう
に構成されている。したがって、バッキング材料は、そ
の多くの量の繊維が粉砕してその品質が悪化することな
しに、長い作動期間に耐えることができ、それ故長い期
間の間有効に作用し続ける。

前述したように、９本発明によれば、シールはふたつの
異なる部分に分離され、その一方の第１の部分は気体及
び熱の流れが扇形板を通り過ぎるのを防止するバッキン
グ型シールであり、また他方の第２の部分は空気又は他
の気体がロータ柱に沿って軸方向へ流れるのな防止する
空気シールである。

シールの第１の部分であるバッキング型シールは相対的
に固定したチャンバ壁を有し、これらチャンバ壁はその
中にバッキング材料を収容してこれらバッキング材料の
動き及び摩耗を防止し、これによりシールの有効寿命を
かなり長くする。シールのこの第１部分は、ロータの通
路内からの熱及び空気の流れを防止する。

シールの第２の部分である空気型シールは、互いに関し
て自由に回転できるチャンバ可動壁を有する。しかしな
がら、圧縮空気のみが前記可動壁により形成したシール
チャンバに収容され、これによりバッキング型シールに
おけるバッキング拐料の繊維の摩耗による品質悪化のよ
うなことが実質的にない有効なシール作用が相対的に移
動自在な表面間に作られる。

シールの第１及び２０両部分は間隔を置いた複数の軌道
ロンドにより担持され、これら軌道ロンドはヨークに調
節自在に固着され、このヨークはそれからロータ柱及び
このロータ柱の軸方向へ延びるトラニオンの熱膨張に応
答して軸方向へ移動自在な案内軸受により担持されてい
る。軌道ロッドには調整又は修繕のために容易に近づく
ことができる。また、これらロンドは、短く、かつ過度
の熱にさらされることのない熱交換装置の一部分を横切
る。

以下添附図面を参照して本発明の好適な一実施例につい
て詳述する。

図面に例示した回転再生式熱交換８：÷は中央垂直ロー
タ柱１２を有し、この垂直ロータ柱は支持軸受１４上に
設けられ」二方案内軸受１６を介して垂直軸線のまわり
を回転するように構成されている。

多量の熱吸収材料は、ロータ１８の中に収容されて中央
ロ一り柱のまわりを回転する。ロータはハウジング２２
の中に収容され、このハウジングはその対向する両端に
端又は扇形板２４を有し、これら扇形板は開口２６を有
する。これら開口を通して加熱流体及び加熱しようとす
る流体がＩ」−タの対向する両側部を通るように向けら
れる。

このような通路に入ってくる又はこれら通路から出てい
く流体流れの漏洩を防止するために、シール装置が設け
られている。このシール装置は、ロータの外面のまわり
に設けた周囲シール２８と、トラニオン３２及びノ・ウ
ジフグ間に設けたロータ柱シールとを包含する。

図面に例示した本発明の一実施例においては、このロー
タ柱シールはふたつの部分に分割されている。一方の部
分は流体がロータ柱１２に沿って軸方向へ流れるのを防
止する空気シール３４であり、また他方の部分は鉱滓綿
又は同種のものを収容して扇形板２４の端まわりの流体
流れ及び熱流れを防止するバッキング型シールである。

このバッキング型シールはロータからの熱及び流体の流
れを防止するように構成され、−実空気シールは流体が
トラニオンに沿って案内軸受へ流れるのを防止するよう
に構成されている。

バッキング型シールは耐熱性繊維の鉱滓綿で充填され、
この鉱滓綿は流体が同鉱滓綿を通して流れるのを有効に
防止する。バッキング型シールの壁は動きが最小である
ように設計され、これにより／−ル内に詰めた鉱滓綿の
繊維が一定の摩耗及び動きにさらされないようにしてい
る。したがつて、これら繊維が破壊することは非常に少
なく、細長い繊維は連続する長い使用期間の間その元の
形のままである。対照的に、比較的移動自在なトラニオ
ン３２のまわりに円筒形カラー３５によって形成した空
気シール３４の壁ば、互いに関して連続して回転する。

しかしながら、空気シール又はシールチャンバ３４は入
口３８を通して供給される圧縮空気のみを収容し、この
詰込み体である圧縮空気はバッキング材料の繊維と違っ
て破壊するようなことはない。

本発明によれば、案内軸受４２が−Ｌカトラニオン３２
に隣接して設けられている。この案内軸受は上方トラニ
オンの上端に担持され、これによりロータ柱の軸方向膨
張がロータ杆用の支持ヨーク４４を同じような動きにも
たらしめるが、しかし、トラニオンの横移動を防止する
。案内軸受４２はこの軸受のための外側レール４８を有
するハウジングによって囲繞され、このハウジングは耳
部４６を包含し、これら耳部から・・ンガーロツド５２
が垂直に垂下している。

ハンガーロッド５２は環状板５４を支持し、この環状板
はその上側面にカラー３５をトラニオンのまわりに同心
的にして担持する。普通の環状接触シール５８が耐摩耗
性スリーブ７４に対して摺接するように設けられて、入
口又は供給源３８から供給した圧縮空気が熱交換器内に
収容した空気又は他の流体と一緒に空気シール３４から
過剰に漏れるのを防止している。

環状板５４の外周囲から垂下する円筒形のスリーブ５６
は半径方向に配置した扇形板２４の内方端に整列されて
いる。このスリーブは、その下端で、無摩擦ローラ６４
を支持するための環状フランジ６２を担持する。ローラ
６４の上には扇形板２４の延長部６６が載っており、こ
れにより扇形板は熱変形に応じて半径方向へ自由に膨張
できる。

扇形板２４の端に設けた中間延長部６９はラビリンス型
のシールヲ形成し、このラビリンスシールは追加的に流
体がバッキング３６を通して上向きに流れるのを防止す
る。

トラニオン３２のまわりの耐摩耗性スリーブ７４の上端
から外向きに半径方向へ延びて横たわるフランジ又はデ
フレクタ７２は、／−ル：（４を通して逃げるどのよう
な漏洩気体をも横へそらし、したがってこれら漏洩気体
が案内１ｔ（１１受４２へ到達するのを防止する。多く
の漏洩気体はその圧力及び温度が高いので、これら漏洩
気体が案内軸受及びこの軸受のだめの支持手段に到達す
ると有害な影響を及ぼすことから、この」：うなデフレ
クタ７２が設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがって構成しだロータ柱ンール装
置を有する回転再生式熱交換器の一例を示す断面図、及
び第２図はトラニオンとこのトラニオンを囲繞する〕・
ウジング構体との間に設けた前記シール装置の一例を拡
大して詳細に示す断面図である。 １２・・垂直ロータ柱、１４・・支持軸受、１６・・案
内軸受、１８・・ロータ、２２・・・・ウジング、２４
・・扇形板、２６・・開口、２８・・円周シール、３２
・・」一方トラニオン、３４・・空気シール、３５・・
カラー、３６・・バッキング、３８・・圧縮空気入口、
４２・・案内軸受、４４・・支持ヨーク、４６・畢耳部
、４８・φレール、５２・・ノ・ンガーロツド、５４・
・環状板、５６・・スリーブ、５８・−環状接触７−ル
、６２・・環状フランジ、６４・・無摩擦ローラ、６６
・・延長部、７２・・デフレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜垂直ロータ柱を有するロータと、前記ロータ柱に結
   合されてこのロータ柱から上向きに延びる上方トラニオ
   ンと、前記ロータ柱の下端から下向きに延びる下方トラ
   ニオンと、前記ロータ柱のまわりに同心的に配置されて
   多量の熱吸収材料用の環状空間を形成するロータ胴と、
   前記ロータを囲繞するとともに、加熱流体及び加熱しよ
   うとする流体用の入口及び出口開口とこれら加熱流体及
   び加熱しようとする流体を前記ロータの熱吸収材料に向
   ける軸方向に移動自在な扇形板とを有するハウジングと
   、前記下方トラニオンを支持してその垂直軸線のまわり
   を回転できるようにした支持軸受と、前記上方トラニオ
   ンのまわりに配置されこの上方トラニオンの横移動を防
   止する案内軸受と、前記上方トラニオンと前記ロータを
   囲繞する前記ノ・ウジングとの間に設けられてこれら上
   方トラニオンとハウジングとの間の流体漏れを防止する
   第１のシール装置とを包含し、この第１のシール装置は
   、前を 記上方トラニオング同心的に囲繞する環状板と、この環
   状板により担持され、空気シールを形成して流体流れを
   防止するように前記上方トラニオンと向い合う開口側部
   を有する環状ハウジングと、シール用圧縮流体の供給源
   と、この圧縮流体を前記空気シールに供給する手段と、
   前記上方トラニオンを囲繞する前記環状板から垂下する
   とともに、隣接する前記扇形板の半径方向の内方端を支
   持する横方向に延びるリムを有するスプール手段と、前
   記隣接する扇形板と前記ロータからの熱及び流体の流れ
   を防止する独立した第２のシール装置を形成するスプー
   ル手段との間で前記第１のシール装置のスプール手段の
   リムにより担持したバッキング装置とを包含することを
   特徴とする回転再生式熱交換装置。 ２、前記第１及び２の両シール装置は、加熱流体用の前
   記入口に隣接する前記ロータの端に横たわっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転再生式熱
   交換装置。 ３、前記上方トラニオンに同心的に隣接する環状スリー
   ブと、このスリーブから外向きに半径方向へ延びて熱い
   漏洩気体を前記案内軸受から遠さけるように向ける現状
   テン誠とを包含することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の回転再生式熱交換装置。 ４゜前記環状スリーブは前記空気シールのための環状内
   方壁を包含することを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の回転再生式熱交換装置。 ５、前記案内軸受から前記環状板まで垂直に垂下して前
   記案内軸受の軸方向移動が前記環状板及びこの環状板に
   より支持した前記第１のシール装置のスプール手段の共
   動を生じさせることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の回転再生式熱交換装置。 ６・　前記スプール手段の横方向へ延びるリムとこのリ
   ムにより支持した前記扇形板の端との間に無摩擦軸受を
   設けて前記扇形板が温度変化に応答して半径方向へ自由
   に動くことができるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の回転再生式熱交換装置。