PL184900B1 - Urządzenie w regeneracyjnymĆobrotowym wymienniku ciepłaĆ a zwłaszcza we wstępnym podgrzewaczu powietrza - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie w regeneracyjnym, obrotowym wymienniku ciepla, a zwlaszcza we wstepnym podgrze- waczu powietrza, zawierajacym cylindryczna obudowe, w której jest umieszczony cylindryczny wirnik z promie- niowymi sciankami dzialowymi zawierajacy mase regene- racyjna osiowo regulowane plyty sektorowe umieszczone szczelnie wzgledem odpowiednich osiowych powierzchni koncowych wspomnianego wirnika, zasilane w przeciw- pradzie dwoma czynnikami wymieniajacymi cieplo, po- dzielonymi wspomnianymi sciankami dzialowymi 1 plytami sektorowymi na strone gazowa i strone po- w ietrzna kolnierz na stale przymocowany do wspomnia- nego wirnika i usytuowany obwodowo dookola wspo- mnianych odpowiednich osiowych powierzchni konco- wych, urzadzenie czujnikowe do wykrywania szczeliny pomiedzy wspomnianymi plytami sektorowymi i wspomnianym kolnierzem, oraz sterownik do regulacji wspomnianej szczeliny do okreslonego rozmiaru w odpowiedzi na sygnal ze wspomnianego urzadzenia czujnikowego, znam ienne tym, ze plyty sektorowe (3, 4) sa wyposazone w wystep (12), który wystaje obwodowo poza krawedz boczna plyty sektorowej (3, 4) w miejscu przeciwleglym do kolnierza (8), zas urzadzenie czujniko- we (7) jest zamontowane na wystepie (12) Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie w regeneracyjnym, obrotowym wymienniku ciepła, a zwłaszcza we wstępnym podgrzewaczu powietrza.

Urządzenie służy do wykrywania i regulowania szczeliny pomiędzy kołnierzem wirnika i ruchomymi płytami sektorowymi wirnika, które oddzielają oba czynniki wymieniające ciepło. Urządzenia do wykrywania lub pomiaru szczeliny są szczególnie narażone na kłopotliwe warunki otoczenia, a mianowicie na korozyjną i brudną atmosferę z dużymi wahaniami ciśnienia i temperatury podczas wirowania wirnika. Wynika to z tego, ze w miarę przechodzenia sektorów wirnika ku i od krawędzi płyt sektorowych, czynnik wymieniający ciepło płynie na przemian wokół urządzeń czujnikowych pracujących pomiędzy płytami sektorowymi, a kołnierzami wirnika przy zmieniających się na przemian wysokich i niskich ciśnień, które zakłócają ich pracę. Pomimo wysiłków mających na celu kompensację zakłóceń, wpływ warunków zewnętrznych uniemożliwia prawidłowy pomiar. W rezultacie prace badawcze doprowadziły do uzyskania rozwiązań w postaci klocków ślizgowych, w których skład wchodzą urządzenia współprądowe do kompensowania zużycia, oraz urządzenia z poduszką powietrzną.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 177 852 regeneracyjny, obrotowy wymiennik ciepła, zawierający cylindryczną obudowę, w której jest umieszczony cylindryczny wirnik

184 900 z promieniowymi ściankami działowymi zawierający masę regeneracyjną, osiowo regulowane płyty sektorowe umieszczone szczelnie względem odpowiednich osiowych powierzchni końcowych wspomnianego wirnika, zasilane w przeciwprądzie dwoma czynnikami wymieniającymi ciepło, podzielonymi wspomnianymi ściankami działowymi i płytami sektorowymi na stronę gazową i stronę powietrzną. Kołnierz jest na stałe przymocowany do wspomnianego wirnika i jest usytuowany na obwodzie dookoła wspomnianych odpowiednich osiowych powierzchni końcowych.

Urządzenie w regeneracyjnym, obrotowym wymienniku ciepła, a zwłaszcza we wstępnym podgrzewaczu powietrza, zawierającym cylindryczną obudowę; w której jest umieszczony cylindryczny wirnik z promieniowymi ściankami działowymi zawierający masę regeneracyjną osiowo regulowane płyty sektorowe umieszczone szczelnie względem odpowiednich osiowych powierzchni końcowych wspomnianego wirnika, zasilane w przeciwprądzie dwoma czynnikami wymieniającymi ciepło, podzielonymi wspomnianymi ściankami działowymi i płytami sektorowymi na stronę gazową i stronę powietrzną; kołnierz na stałe przymocowany do wspomnianego wirnika i usytuowany obwodowo dookoła wspomnianych odpowiednich osiowych powierzchni końcowych; urządzenie czujnikowe do wykrywania szczeliny pomiędzy wspomnianymi płytami sektorowymi i wspomnianym kołnierzem; oraz sterownik do regulacji wspomnianej szczeliny do określonego rozmiaru w odpowiedzi na sygnał ze wspomnianego urządzenia czujnikowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płyty sektorowe są wyposażone w występ, który wystaje obwodowo poza krawędź boczną płyty sektorowej w miejscu przeciwległym do kołnierza zaś urządzenie czujnikowe jest zamontowane na występie.

Urządzenie czujnikowe zawiera przewód sprężonego powietrza do kierowania strumienia sprężonego powietrza na kołnierz, wykrywając zmiany ciśnienia w dostarczanym sprężonym powietrzu, a ponadto z urządzeniem czujnikowym jest połączony sterownik do regulacji ustawienia odpowiedniej płyty sektorowej na podstawie wykrywanych zmian ciśnienia.

Urządzenie czujnikowe zawiera piszczałkę na sprężone powietrze nastrojoną na specyficzną częstotliwość rezonansową która posiada otwór znajdujący się w sąsiedztwie kołnierza, tak że zmiany szczeliny odpowiadają zmianom częstotliwości rezonansowej piszczałki zaś sterownik jest połączony z urządzeniem czujnikowym i reguluje ustawienie płyty sektorowej bazując na zmianach częstotliwości rezonansowej piszczałki.

Dzięki umieszczeniu detektorów lub urządzeń czujnikowych połączonych z płytami sektorowymi poza obszarami wspomnianych płyt, tj. w kanałach odpowiednich czynników wymieniających ciepło, zapewnia się stabilne warunki otoczenia działające podczas normalnej pracy wymiennika ciepła. Można zastosować proste, niezawodne w działaniu urządzenia czujnikowe lub detektory, których działanie jest oparte na przepuszczaniu przez nie chłodzącego i oczyszczającego sprężonego powietrza, nie narażając czujników na większe zakłócenia niż takie, które można skompensować w odpowiedni sposób.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podgrzewacz powietrza, w rzucie z góry z urządzeniem według wynalazku; fig. 2 - urządzenie do pomiaru i sterowania szczeliną pomiędzy kołnierzem wirnika, a płytą sektorową podgrzewacza powietrza z fig. 1, w rzucie z boku.

Na fig. 1 przedstawiono typowy, obrotowy, regeneracyjny podgrzewacz powietrza przeznaczony do podgrzewania powietrza do spalania za pomocą gazów spalinowych. W skład podgrzewacza powietrza wchodzi stacjonarna obudowa 1, w której jest osadzony obrotowo wirnik 2, który zawiera zdolną do regeneracji masę, i który wiruje z prędkością obrotową około 1 rpm (obrót na minutę). Ponadto podgrzewacz powietrza ma dwie płyty sektorowe 3, 4, które przemieszczają się osiowo względem wirnika 2 i które są usytuowane blisko końcowej powierzchni wirnika 2, zarówno nad jak i pod nim. Płyty sektorowe 3, 4 oddzielają stronę gazową 5 od strony powietrznej 6. Pomimo, ze gaz i powietrze mogą wpływać pod krawędziami odpowiednich płyt sektorowych 3, 4 przy obrotach wirnika 2, to nie ma żadnych bezpośrednich przecieków cieczy czy powietrza z jednej strony na drugą pod warunkiem, ze szczelina pomiędzy płytami sektorowymi 3, 4, a końcami wirnika 2 jest utrzymana na małym

184 900 poziomie, chociaż końce wirnika 2 nigdy nie są całkowicie płaskie, ale mogą znacznie odchylać się od stanu płaskiego na skutek odkształceń termicznych.

Każdy z zewnętrznych końców płyt sektorowych 3, 4 jest prowadzony dwoma urządzeniami czujnikowymi 7. Urządzenia czujnikowe 7 współpracują z kołnierzem 8 umieszczonym na obwodzie wirnika 2, odpowiednio w jego górnej i dolnej części, jak pokazano na fig. 2 w wypadku górnej części podgrzewacza powietrza, patrząc w kierunku strzałki P na fig. 1. Do urządzenia czujnikowego 7 jest podłączony sterownik 10, który jest trwale osadzony w obudowie 1 i jest zamontowany zawiasowo w płycie sektorowej 3, 4 za pomocą odpowiedniego pręta regulacyjnego 11. Urządzenia czujnikowe 7 są zamontowane na obwodowych występach 12 wystających na zewnątrz w kierunku promieniowym w skrajnie zewnętrznym punkcie na każdej krawędzi bocznej każdej płyty sektorowej 3, 4 i naprzeciwko leżącego w sąsiedztwie kołnierza 8 wirnika 2. Do urządzenia czujnikowego 7 jest podłączony przewód sprężonego powietrza 16 do kierowania strumienia 17 sprężonego powietrza na kołnierz 8, wykrywając zmiany ciśnienia w dostarczonym sprężonym powietrzu. Do urządzenia czujnikowego 7 jest podłączony sterownik 10 do regulacji ustawienia odpowiedniej płyty sektorowej 3,4 na podstawie wykrywanych zmian ciśnienia.

Wirnik 2 jest podzielony na sektory za pomocą promieniowych ścianek 13, których pionowe krawędzie zaznaczono na fig. 2. Po minięciu ścianek 13 obok oznaczonej literą K krawędzi płyty sektorowej 4 z prawa na lewo na figurze, strona gazowa 5 zostaje nagle połączona z sektorem 14, w wyniku czego następuje gwałtowna zmiana ciśnienia i temperatury do chwili, kiedy sektor 15 zajmie pierwsze wspomniane położenie, tj. znajdzie się dokładnie w tym położeniu, w którym zazwyczaj umieszcza się urządzenia czujnikowe 7. Na drugiej krawędzi bocznej (nie pokazanej na fig. 2) płyty sektorowej 4, gdzie znajduje się strona powietrzna 6, pojawią się odpowiednie zaburzenia. Ponieważ urządzenia czujnikowe 7 są zamontowane na występach 12, to znajdą się one całkowicie na odpowiednich stronach gazowych i powietrznych, gdzie w normalnych warunkach działania istnieją stabilne warunki ciśnieniowe i temperaturowe. Zakłócenia mogą wystąpić tylko na początku lub na końcu pracy, albo w wypadku znacznych zmian obciążenia, co może wymagać monitorowania układu chyba, że zostaną podjęte odpowiednie oddzielne czynności kompensacyjne.

Umożliwia to używanie urządzeń czujnikowych na sprężone powietrze, które nadają się zwłaszcza w tym konkretnym wypadku, ponieważ sprężone powietrze chłodzi te urządzenia, a równocześnie, przedmuchuje do czysta ten obszar wymiennika ciepła, w którym znajdują się urządzenia czujnikowe.

Szczelinę można wykrywać lub mierzyć za pomocą dysz sprężonego powietrza skierowanych ku kołnierzowi 8, przy czym wielkość szczeliny znajduje odbicie w zmianach ciśnienia po stronie ciśnieniowej.

Alternatywnie, można zastosować piszczałkę na sprężone powietrze, która jest nastrojona na specyficzną częstotliwość rezonansową. Piszczałka 18 posiada otwór 19, który jest umieszczony w sąsiedztwie kołnierza 8. Każda zmiana odległości pomiędzy dyszą piszczałki 18 a kołnierzem 8, wywołuje odpowiednią zmianę częstotliwości rezonansowej piszczałki 18 zaś sterownik 10 połączony z czujnikiem 7 reguluje ustawienie płyty sektorowej 3, 4 bazując na zmianach częstotliwości rezonansowej piszczałki 18.

184 900

184 900

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie w regeneracyjnym, obrotowym wymienniku ciepła, a zwłaszcza we wstępnym podgrzewaczu powietrza, zawierającym cylindryczną obudowę; w której jest umieszczony cylindryczny wirnik z promieniowymi ściankami działowymi zawierający masę regeneracyjna, osiowo regulowane płyty sektorowe umieszczone szczelnie względem odpowiednich osiowych powierzchni końcowych wspomnianego wirnika, zasilane w przeciwprądzie dwoma czynnikami wymieniającymi ciepło, podzielonymi wspomnianymi ściankami działowymi i płytami sektorowymi na stronę gazową i stronę powietrzną; kołnierz na stałe przymocowany do wspomnianego wirnika i usytuowany obwodowo dookoła wspomnianych odpowiednich osiowych powierzchni końcowych; urządzenie czujnikowe do wykrywania szczeliny pomiędzy wspomnianymi płytami sektorowymi i wspomnianym kołnierzem; oraz sterownik do regulacji wspomnianej szczeliny do określonego rozmiaru w odpowiedzi na sygnał ze wspomnianego urządzenia czujnikowego, znamienne tym, że płyty sektorowe (3, 4) są wyposażone w występ (12), który wystaje obwodowo poza krawędź boczną płyty sektorowej (3, 4) w miejscu przeciwległym do kołnierza (8), zaś urządzenie czujnikowe (7) jest zamontowane na występie (12).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie czujnikowe (7) zawiera przewód sprężonego powietrza (16) do kierowania strumienia (17) sprężonego powietrza na kołnierz (8), a ponadto z urządzeniem czujnikowym (7) jest połączony sterownik (10) do regulacji ustawienia odpowiedniej płyty sektorowej (3, 4) na podstawie wykrywanych zmian ciśnienia.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, ze urządzenie czujnikowe (7) zawiera piszczałkę na sprężone powietrze (18), nastrojoną na specyficzną częstotliwość rezonansową, która posiada otwór (19) znajdujący się w sąsiedztwie kołnierza (8), tak ze zmiany szczeliny odpowiadają zmianom częstotliwości rezonansowej piszczałki (18), zaś sterownik ^{(10) j}est połączony z urządzeniem czujnikowym (7) i reguluje ustawienie płyty sektorowej (3, 4) bazując na zmianach częstotliwości rezonansowej piszczałki (18).