JPS6256784A

JPS6256784A - エアヒ−タのシ−ル隙間調整装置

Info

Publication number: JPS6256784A
Application number: JP19479485A
Authority: JP
Inventors: Kuniyasu Nagatomo; 邦泰長友; Tamotsu Okada; 保岡田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-09-05
Filing date: 1985-09-05
Publication date: 1987-03-12

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】産業上の利用分野本発明は、回転熱再生式エアヒータのシール間隙装置に
使用することを目的とし、空気流、熱ガス間の漏洩を減
する技術分野で利用させる。

従来の技術第５図より第１０図に従来例を示し、対象製品の全体構
成の概要につき述べる。

第５図に回転熱再生式エアヒータの構成を示す。

図に示すように、多数の蓄熱エレメント１３を有するロ
ータ１４は、矢印方向に回転しており、回転面に直交す
る方向に冷空気入口ダクト１５より冷空気が、それと反
対側の面では、回転面と直交し、冷空気と逆方向より熱
ガス人口り゛クトから熱ガスが流入され、ガス側通過中
に蓄熱エレメント１３が加熱される。

この加熱昇温したエレメント１３は空気側通過中に冷空
気を加熱し熱再生を行い、自からは冷却される。この様
に、蓄熱エレメント１３を媒体として熱交換を行なう熱
交換装置である。

第６図に回転再生式エアヒータの代表的構造を示す。

ここでセクタープレート２は、２つの熱交換流体を区分
するシール部品で、このシールで再流体は絶縁されてい
る。図中、２０はシールリングセグメント、２１はアジ
ャスタ、２２はトラニオン、２３はロータである。

第７図はこのエアヒータが高温ガス２４を受け、空気流
と熱交換する運転状態を示す。すなわち、ロータ７は図
の上方が高温側２４、下方が低温側２７となるため熱変
形を生じ、図示のようなロータフのそりのためセクター
プレート２の密封面に隙間が発生し、流体相互間の漏洩
が発生する。

この熱変形隙間を補償するため、第８図に示すよ５な自
動隙間補償装置が実用化されている。図において、２は
セクタープレート、４はセンサ、７はロータ、１９はラ
ジアルノール、２２はトラニオン、２８はベアリング、
２９は起動装置を示す。

熱変形量をセクタープレート２上に配置された隙間セン
サ４で検出し、この隙間が増加した場合、設定呟との誤
差として検出、増加され、これにより、セクタープレー
ト駆動用アクチュエータ（電動機が用いられる）を駆動
し℃、セクタープレート隙間３を補償し、間隙をほぼ一
定に保つ制御システムである。

上記システムの制御機能を第９図に示す。図において、
４はセンサ、７はロータ、、３０はプロキシミテイスイ
ッチ、３１はカム、３２はディスプレースメント、３３
はアウトプット、３４はインプレー　）、３５はコント
ローラ、３６はジャック、３７はギヤモータ、３８はド
ライブシステム、３９はストレーンゲージ、４０はセク
ター（ホットザイド）を示す。

第１０図に従来のシール隙間調整装置の構成を示す。図
において、符号２はセクタープレート、３はセクタープ
レート制御隙間、４はセンサ、７はロータ、１０は隙間
設定、５０は電動機、５１はギヤ機構、５２は架台、５
３はねじ機構、５４は制御装置を示している。

従来形の隙間゛補償システムは、第８図、第９図に示す
ように、セクタープレート２駆動用として電動機、空気
モータ、油圧等が使用されているが、これらは次のよう
な欠点を持っている。

ａ）熱、比較的温度の高い雰囲気では、使用困難（機器
の耐熱性より）なだめ、駆動機を熱雰囲気より遠くに配
置するため、複雑なリンク機構が必要となり、高価とな
っている。

ｂ）システムの誤動作防止のため不具合検出、バックア
ップ機構が複雑となっている。この要因は（イ）、電動
機は回転形のため、制御系不調の場合は、暴走して容易
に危険状態となり得る。（ロ）。

破損した場合、安全側に行くとは限らない。（ハ）。

動（部分、リンク、ねじ、電動機等のため、不具合発生
の確率が高くなる。

発明が解決しようとする問題点システムの駆動機として電熱加熱部を備えた熱膨張ロッ
ドを使用し、これにより耐熱性、自己復帰性（電熱加熱
部破損時は収縮、安全側に移動する）を持たせることに
ある。

問題点を解決するための手段本発明は、上述の問題を解決するために、次のような手
段を採っている。すなわち、電熱による加熱機能を有し、加熱エネルギを変化させて
温度を変化させ、これによってラジアルノールをストロ
ークさせ、または、アキシャルシールの駆動用として使
用し、あるいは、急速冷却用空気通路を有し、必要時に
冷却空気を噴射する構造を有する熱膨張ロッドよりなる
エアヒータのシール隙間調整装置とする。

作用第１ａ、ｌｂ、ｌｃ図に熱膨張を利用１．た、駆動ロッ
ド１を示す。図において、符号８ａは電源、　８ｂは交
流電源、１１は抵抗線ヒータ、１２は熱５膨張材、１４
はコイルを示す。

Ａ、動作原理について、イ）０ツド材は可能な限り、熱膨張率の犬なる熱膨張材
１２を使用する。

口）ロッド１に次の内の何れかの加熱手段を持ち、すな
わち１発熱抵抗体による抵抗線ヒータ１１（第１ａ図）
°、外周コイル１４に交流電圧を印加する誘導加熱（第
ｉｂ図）、ロッド自身に大電流を流し、発熱させる自己
加熱（第１ｃ図）、これらの加熱電力量は制御可能とす
る。

ハ）駆動ストロークは、ロッド１の加熱温度により制御
し、温度を変化させることで必要ストロークを得る。

Ｂ、冷却について、イ）電熱のみの場合加熱を遮断又は加熱電力を減少させることで、固体熱伝
導、対流、輻射等の放熱により冷却させ、収縮方向にス
トロークさせることができる。

口）強制冷却との併用急激な冷却、すなわち、収縮を必要とする場合は、冷却
用空気を噴射して急速冷却を行なうことができる（これ
は緊急時等に使用することができる）。

Ｃ９自動間隙制御への適用について、第９図中のアクチュエータとして適用可能で、隙間を検
出し、一定隙間となる様に熱膨張ロッドを加熱又は冷却
を行い、ストロークさせる閉ループ用として使用するこ
とができる。

実施例次に、本発明の実施例について、装着例を第２図に示し
、詳述する。

熱膨張ロッド１は、エアヒータ固定部に装着され、レバ
ー機構５を介してセクタープレート（ラジアルシール）
２を懸架している。これらは初期調整用ねじ機構６によ
り冷態状態で隙間の調整を行なう。この場合、熱膨張ロ
ッド１を加熱方向にした場合、セクタープレート制御隙
間３は減少する方向に装着されている。

センサ４は、セクタープレート２上に配置され、ロータ
７との相対隙間を検出する。ここでセンサ検出値は設定
置と比較され、誤差信号はアンプ９により増幅されて可
変出力電源８に入力される。

ここで可変出力電源は次の様な構成が可能である。

イ）オン−オフ制御電源口）可変電圧電源ハ）パルス幅変調スイッチング電源この電源によ゛り加熱又は冷却（電源オフ）の制御が行
なわれ、隙間一定となる様、フィードバック制御が行な
われる。

次に、冷却機能について述べる。

冷却は前述の自然冷却以外に示すような強制冷却を併用
することができる。これらは必要により制御装置の冷却
信号により電磁弁の開閉が行なわれる。この構成を第３
図に示す。図で、１４ａは冷却空気通路、１４ｂは冷却
空気排出口、２３は空圧である。

次に、アキシャルシールへの適用について述べる。

流体流れと同一のアキシャル方向へのバイパス流を防止
するため、ロータの外周にアキシャルバドル４１を配置
することができる。この配置を第４図に示す、図中、２
はセクタープレート、１９はラジアルシール、４１はア
キシャルシールを示す。

ここで説述した構成はそのまま、アキシャルシールの隙
間制御システムとして適用することができる。

発明の効果本発明によるシール隙間調整装置を採用すると次のよう
な効果がある。

ａ）アクチュエータは本質的に耐熱性を有するたメ、熱
的条件の悪いセクタープレート近傍に配置可能となり、
駆動機構が簡略化される。このため、価格が安くなり、
信頼性が向上される。

ｂ）加熱系統が故障した場合でも、ロッド側が冷却され
、安全方向に収縮する本質的に安全な機能を有しており
、保安、バックアップ機構が簡略化され、低価格で、信
頼性の高いシステムが実現できる。

Ｃ）熱膨張ロッドそのものは動的な機構をなんでおらず
、信頼性に富んでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図より第４図は本発明に係り、第１ａ図は抵抗線ヒ
ータを用いた熱膨張ロッドの断面図、第ｉｂ図はコイル
による熱膨張ロッドの側面図、第１ｃ図は熱膨張材兼電
気抵抗材による熱膨張ロッドの側面図、第２図は本発明
の熱膨張ロッドを適用した例の構成゛を示す系統図、第
３図は冷却機能の構成を示す断面図、第４図はアキシャ
ルシールへの適用を示す斜視図、第５図以下は従来汐！
］に係り、第５図は回転熱再生式エアヒータの構成を示
す斜視図、第６図は回転再生式エアヒータの代表的構成
を示す展開斜視図、第７図は回転再生式エアヒータが高
温ガスを受け、空気流を熱交換する運転状態を示す側面
図、第８図は自動隙間補償装置を示す斜祈図、第９図は
セクタープレート駆動用アクチュエータを駆動してセク
タープレート隙間をほぼ一定に保つ制御システムの系統
図、第１０図はシール隙間調整装置を示す系統図である
。１・・熱膨張ロッド、２・・セクタープレート、３−・
セクタープレート制御隙間、４１１　＃　センサ、５・
・レバー機構、６・・初期調整機構、７・・ヒータ、８
・争可変出力電源、９・・アンプ、１０・・隙間設定、
１１・・抵抗線ヒータ、１２・・熱膨張材、１３・・蓄
熱エレメント、　　１４ａ・・冷却空気通路、１４ｂ・
・冷却空気排出口、１５・・冷却空気入口ダクト、１６
・−熱ガス入口ダクト、１７・・冷ガス出口ダクト、１
８・・加熱空気比ロダク）、１９・φラジアルシール、
４１・・う第５図・５１芥７図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

回転熱再生式エアヒータのシール性能改善のために使用
するラジアルシール駆動用アクチュエータであつて、電
熱による加熱機能を有し、加熱エネルギを変化させて温
度を変化させ、これによつつて前記ラジアルシールをス
トロークさせ、または、アキシヤルシールの駆動用とし
て使用し、あるいは、急速冷却用空気通路を有し、必要
時に冷却空気を噴射する構造を有する熱膨張ロッドより
なるエアヒータのシール隙間調整装置。