HU220316B - Regeneráló forgó hőcserélő és eljárás annak működtetésére - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti hőcserélőnek egy házban egy lényegében hengeresrotorja van, amely rotornak legalább az egyik végén körben folytonoszárófelülete (11) van, a háznak legalább a rotor egyik végén annaktengelyére merőleges lemezei (5, 6) vannak, amelyek között vannakmozgó szektorlemezek (6), amelyek mindegyikére a rotor vonatkozó végefelé irányuló tengelyirányú erő hat, és amelyek a rotor vége és aszektorlemezek (6) között adott hézagot biztosító távtartókkal (10)vannak ellátva, amely távtartókban (10) légpárnafészek kapott helyet,amely légpárnafészeknek van egy, a zárófelület (11) felé néző elsőfelülete (12) egy gázkivezetéssel (16), amely vezetékeken áttúlnyomásos gázforráshoz van csatlakoztatva, amelynek túlnyomásaelegendő a zárófelület (11) és az első felület (12) közötti résfenntartásához a gázkivezetésen (16) és a résen átáramló gáz által. Atalálmány szerint a szektorlemezek (6) legalább egyikének távtartója(10) egyetlen légpárnafészekből áll, amely légpárnafészek elsőfelülete (12) a zárófelület (11) körívben húzódó irányában elnyúlóanhosszúkás alakú. Az eljárás értelmében pedig a gázt lemezenként (6)egyetlen olyan távtartóhoz (10) vezetik, amelyet a zárófelület (11)hosszanti irányában elnyúlóan alakítottak ki, hosszúkás alakúlégpárnát létrehozva. ŕ

Description

A találmány tárgya regeneráló forgó hőcserélő és eljárás ilyen regeneráló forgó hőcserélő működtetésére.

Az SE 176 375 lajstromszámú szabadalmi leírás regeneráló forgó hőcserélőt ismertet, amely gördülő testeken van megtámasztva, körcikk alakú lemezek külső végére szerelten, amelyek a forgó rész mindkét végéhez hozzá vannak erősítve, és a rotor alsó és felső vége kerülete mentén egy tányéron gördülnek.

Az volt ezzel a cél, hogy állandó hézag legyen a körcikk alakú lemezek és a rotor alsó és felső vége között. A görgők azonban nagy terhelésnek voltak kitéve az adott környezetben. A görgők csapágyai gyorsan kikoptak, a gördüléssel szennyeződés és anyagrészecskék kerültek a tányérra, ennek következtében meggátolva a forgást.

A görgőket megpróbálták csúszótalpakkal helyettesíteni, amint azt a JP-A-63-315 819 lajstromszámú szabadalomban láthatjuk. Ezek a csúszótalpak a kopásállóság érdekében kerámiából készültek. A probléma akkor jelentkezett, ha szerelési hibából és/vagy termikus deformációból adódóan a csúszótalpak ferdére sikerültek. Ekkor jelentkezett az, hogy a csúszótalpak a tányérral csak egy nagyon kis felületen érintkeztek, és a tányérra nehezedő felületre eső nyomás elfogadhatatlanul naggyá vált. Továbbá valamilyen külső kenésre is szükség volt, különben a súrlódási veszteség túl nagy lett volna.

A W094/01730 szám alatt publikált megoldásban a csúszótalpakat kerámia helyett szénből vagy grafitból alakították ki. Ez kiküszöböli a kerámia csúszótalpak hátrányait. A grafitnak kiváló kenési tulajdonságai vannak, és mint szén lehetővé teszi a grafit- vagy szénréteggel ellátott tányér tisztántarthatóságát. A csúszótalpak kopása korrekt érintkezést biztosít, amely a teljes csúszótalpfelületre kiteljed. A grafit és a szén jól ellenáll a hőnek és a savas környezetnek. A csúszótalpak kopásával ezek fokozatosan elhasználódnak, cserélni kell őket. A kopás különböző mértékű lehet, így egy vagy több csúszótalp annyira el tud kopni, hogy a hézag nullává válhat, míg más csúszótalpak még szinte érintetlenek. Ezért a csúszótalpak az érintkező felületre merőleges irányban állíthatók. Hasonló a W095/00809 szám alatt publikált megoldás, amelyben az állítási iránnyal párhuzamos mérőrudak vannak a csúszótalpak mellett. A mérőrúd egy alaphelyzetből rövid időre érintkezésbe hozható a tányérral, így megmérhető, hogy szükség van-e a csúszótalpak helyzetének utánállítására a hézag megfelelő értéken való tartásához.

Az SE 93 02301-8 számú közzétett bejelentésben a csúszótalpak légpárnán csúsznak, amelyet túlnyomásos levegő hoz létre a csúszótalpak és a rotor tányérja között. Kopás nincs, mivel nincs érintkezés a tányér és a csúszótalpak között.

A légpárnán haladó csúszótalpak azonban növelik a költségeket. Minden egyes csúszótalp bonyolultabb, járulékos gázvezető csöveket kell mindegyikhez csatlakoztatni.

A fenti összes megtámasztást megoldásban egyaránt, mind az érintkező, mind az érintkezésmentes típusok esetében, a körcikk lemezekre egyenként legalább két támasztékot kell szerelni. Ez kell a stabil megtámasztáshoz, a dőlés kiküszöböléséhez. Egyetlen támaszték a körcikk lemez perifériális részének közepén elméletileg elegendő lenne, mivel a lemez belső szélén két csuklópánttal kapcsolódik a fix középső lemezhez. A lemez flexibilitásának és/vagy az esetleges hődeformációknak köszönhetően azonban előáll annak a veszélye, hogy a lemez külső széle elhajlik, és megakasztja a rotort, ha csak egy támasztékot használunk.

Ha azonban a költséges érintkezésmentes megoldást alkalmazzuk, akkor szeretnénk a csúszótalpak számát csökkenteni.

A jelen találmány célja ezért az, hogy olyan regeneráló forgó hőcserélőt hozzunk létre, amelyben a csúszótalpak száma a lehető legkisebb.

A találmány szerinti hőcserélőnél a szektorlemezek legalább egyikének távtartója egyetlen légpámafészekből áll, amely légpámafészek első felülete a rotor egy zárófelülete körben húzódó irányában elnyúlóan hosszúkás alakú.

Az eljárás értelmében gázt vezetünk lemezenként egyetlen olyan távtartóhoz, amelyet a zárófelület hoszszanti irányában elnyúlóan alakítottunk ki, ezáltal hoszszúkás alakú légpárnát létrehozva.

így a találmány szerinti eszköz eltér a szokásos körcikk lemezenkénti két vagy több támaszték alkalmazásától az érintkezésmentes eszköz esetén. A dőlés kiküszöbölése a támasztéknak a lemez külső kerületi irányában elnyújtott alakja révén valósul meg a kerület mentén.

Mivel egy érintkezésmentes támasztékot használunk lemezenként, a légpárna létrehozásához szükséges elemek számát a felére csökkentettük, ezzel együtt a gyártási és karbantartási költségeket is, valamint csökkent a meghibásodási lehetőség is. A hosszúkás alak miatt a légpárna körkörös irányban kiterjedtebb, felülete növelhető. Kellő emelőerőt tudunk elérni kisebb gáztúlnyomás mellett is, összevetve a hagyományos kerek légpámapár alkalmazásával. A kisebb túlnyomásigény az üzemeltetési költségeket is csökkenti. A homlokfelület nyílásszögben mért kiterjedése célszerűen több, mint a fele a körcikk alakú lemez nyílásszögben mért kiteijedésének, hogy kellően stabil és szimmetrikus megtámasztást nyerjünk.

Előnyösen a megfelelő fúvókénak is hosszúkás alakja van, így a gáz egyenletesen oszlik el.

További kiviteli példákat láthatunk csatolt rajzainkban, ahol:

Az 1. ábra a találmány első kiviteli alakjának tengelyirányú részmetszete.

A 2. ábra az 1. ábrán kijelölt II—II metszet.

A 3. ábra hasonló a 2. ábrához, a találmány második kiviteli alakjának bemutatása.

A 4. ábra hasonló a 2. ábrához, a találmány harmadik kiviteli alakjának bemutatása.

Az 5. ábra a 2. ábrán kijelölt V-V metszet.

A 6. ábra hasonló az 5. ábrához, a találmány második kiviteli alakjának bemutatása.

Az 1. ábra hőcserélője szokásos típusú, van egy mozdulatlan 1 háza és egy hengeres 2 rotorja amely a 3 regeneráló tömeget tartalmazza. A 2 rotornak van egy

HU 220 316 Β agya és egy felső, fix, körcikk alakú központi 5 lemeze, amelyhez csuklópánttal kapcsolódik a mozgó, körcikk alakú 6 lemez, valamint ennek megfelelően egy alsó, fix, körcikk alakú központi 7 lemezhez csuklópánttal kapcsolódik a mozgó, körcikk alakú 8 lemez. Az 5, 6 és 7,8 lemezeknek az a feladatuk, hogy a 2 rotor alsó és felső végét a lehető legjobban lezárják, ezáltal elválasszák a hőcserélő közegeket, amelyek tengelyirányban mozognak bizonyos nyílásokon és vezetékeken keresztül (ezek nem látszanak) ki- és befelé a 2 rotorból, illetve rotorba.

Ezen célból a mozgó, körcikk alakú 6, 8 lemezek mind el vannak látva egy bizonyos eszközzel, egy 10 távtartóval, amely a 6, 8 lemezek egy, a 2 rotor alsó és felső részének külsejéhez erősített 9 gyűrű között hézag fenntartását hivatott biztosítani. Mindkét 9 gyűrűnek körkörösen folytonos 11 felülete van a 10 távtartók első 12 felületével való együttműködéshez.

A 2. ábrán a körcikk alakú 6 lemez kívülről látható, a 2 rotor külső 11 felületével. A 15 csövön át túlnyomásos gáz, például levegő jut a légpárnát létrehozó csúszótalpba, amely a 9 tárcsa 11 felülete felé néz. A csúszótalp első 12 felülete íves, és radiálisán két koncentrikus körkörös 13,14 ívvel van határolva. A csúszótalp a 19 vonalra, a 6 lemez középvonalára szimmetrikus, és a 9 gyűrű hosszában elnyúló alakú, a 6 lemez nyílásszögének kétharmadára terjed ki. A 15 csövön bejutó gáz a csúszótalp csatornáiban a 12 felületben levő 16 mélyedésbe áramlik, és egy légpárnát hoz létre a csúszótalp 12 felülete és a 9 gyűrű 11 felülete között. Bár csak egyetlen légpárna képezi a 6 lemez távtartójának szerepét, ez stabil, dőlésveszélytől mentes támasztást eredményez az elnyújtott forma miatt.

A 5. ábra a 10 távtartót keresztmetszetében mutatja. Az íves csúszótalp mereven csatlakozik a 6 lemezhez, és annak belső 18’ felületéből kissé kiáll.

A csúszótalp első 12 felületében a 16 mélyedés a homlokfelület majdnem teljes hosszában elnyúlik. A 27 csatornákon át a 16 mélyedés átjárható a csúszótalp másik oldala felé. Ez az oldal egy ugyanolyan alakú 18 zárótaggal van lefedve. A 18 zárótagban a 25 gázbevezető és a 27 csatornák között 26 elosztóhomyok vannak kialakítva. A 18 zárótaghoz van a kerek 15 cső csatlakoztatva a 25 gázbevezető körül, és átnyúlik az 1 ház kerek átvezető nyílásán. A 15 cső másik vége 23 vezetéken keresztül csatlakozik a túlnyomásos 22 gázforráshoz. A 15 csőre erősített 20 tárcsa és az 1 ház között egy 21 tömítő gumiharang van, így egy adott lefelé irányuló axiális erőhatás lép fel a 6 lemezen a 21 tömítő gumiharang rugalmassága következtében.

Működéskor a túlnyomásos gáz, például levegő, a 23 vezetéken, a 15 cső 24 belsején, a 25 gázbevezetőn, a 26 elosztóhomyokon, és a 27 csatornákon át bejut a 16 mélyedésbe. A gáz nyomása a csúszótalp 17 légpárnafészkének 12 felületét kissé távol tartja a 9 gyűrű 11 felületétől, a 21 tömítő gumiharang rugalmasságaként ébredő erő ellenében úgy, hogy a gáz el tudja hagyni a 17 légpámafészket, létrehozva az elnyújtott légpárnát.

A 6. ábra a 10 távtartó alternatív kiviteli alakját mutatja be, amelyben az első 12’” felülettel együttműködő felület a 6 lemez belső 28 felületének részeként lett kialakítva. A 6 lemez és a 9 gyűrű közötti S hézag így keskenyebb lesz. Azért, hogy megakadályozzuk a 6 lemez és a 9 tárcsa közötti érintkezést, a 16’” mélyedés körben majdnem teljesen végigéri a körcikk alakú 6 lemez külső íves kerületét, és a légpárna terjedelme nagyobb lesz.

A 3. és 4. ábrák alternatív kiviteli alakokat mutatnak a 12’, 12” felületek alakjára. A 3. ábra 12’ felülete téglalap alakú, radiálisán két párhuzamos 13’, 14’ egyenessel van határolva, míg a 4. ábra 12” felülete két radiálisán nem koncentrikus 13”,14” ívvel van határolva, és sarló alakú.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Regeneráló forgó hőcserélő amelynek egy házban (1) egy hengeres rotorja (2) van, amely rotornak (2) legalább az egyik végén körben folytonos zárófelülete (11) van, a háznak (1) legalább a rotor (2) egyik végén annak tengelyére merőleges lemezei (5, 6, 7, 8) vannak, amelyek között vannak mozgó szektorlemezek (6,8), amelyek rájuk a rotor (2) vonatkozó vége felé irányuló tengelyirányú erővel ható elemekkel, és amelyek a rotor (2) vége és a szektorlemezek (6, 8) között adott hézagot (S) biztosító távtartókkal (10) vannak ellátva, amely távtartókban (10) légpámafészek (17) kapott helyet, amely légpámafészeknek (17) van egy, a zárófelület (11) felé néző első felülete (12) egy gázkivezetéssel, amely vezetékeken át túlnyomásos gázforráshoz (22) van csatlakoztatva, amelynek túlnyomása elegendő a zárófelület (11) és az első felület (12) közötti rés fenntartásához a gázkivezetésen és a résen átáramló gáz által, azzal jellemezve, hogy a szektorlemezek (6, 8) legalább egyikének távtartója (10) egyetlen légpárnafészekből (17) áll, és amely légpámafészek (17) első felülete (12) a zárófelület (11) körívben húzódó irányában elnyúlóan hosszúkás alakú.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a légpámafészek (17) első felülete (12) radiálisán két koncentrikus körívvel (13, 14) van határolva, és virsli alakú.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a légpámafészek (17) első felülete (12’) radiálisán két párhuzamos egyenessel (13’, 14’) van határolva, és téglalap alakú.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a légpámafészek (17) első felülete (12”) két radiálisán nem koncentrikus ívvel (13”, 14”) van határolva, és sarló alakú.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy az említett első felület (12,12’, 12”) nyílásszögben mért kiterjedése több mint a fele a körcikk alakú lemez (6, 8) nyílásszögben mért kiterjedésének, és annak radiális középvonalára szimmetrikusan helyezkedik el.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a légpámafészek (17) első felületében (12) a gázkivezetés egy, a felület (12) hosszában elnyúló mélyedés (16).

   HU 220 316 Β
7. 7. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti regeneráló forgó hőcserélő, azzal jellemezve, hogy a légpámafészek (17) első felülete (12) a körcikk alakú lemez (6, 8) belső felületének (28) része.
8. 8. Eljárás regeneráló forgó hőcserélő működtetésére, a hőcserélő lényegében hengeres rotoija (2) és mozgó szektor lemezei (6, 8) közötti hézag (S) fenntartására, amely mozgó szektorlemezek (6, 8) a rotor (2) egyik végén, annak tengelyére merőlegesen helyezkednek el, a rotornak (2) legalább az említett végén a kerületén folytonos zárófelülete (11) van, és a rotor (2) egy házba (1) van szerelve, és a mozgó szektorlemezek (6, 8) mindegyike a házhoz (1) van csatlakoztatva, és mindegyikre a rotor (2) vonatkozó vége felé irányuló tengelyirányú erő hat, amely eljárásban a hézag (S) fenn- 15 tartásához a mozgó szektorlemezeken (6, 8) levő távtartókhoz (10) gázt vezetünk, amely távtartókban (10) légpámafészkek (17) vannak kialakítva, amely légpárnafészkeknek (17) van egy, a zárófelület (11) felé néző 5 első felülete (12) egy gázkivezetéssel; az említett gáz túlnyomását elegendően nagyra állítjuk be a zárófelület (11) és az első felület (12) közötti hézag (S) fenntartásához a gázkivezetésen és a hézagon (S) átáramló gáz által, amellyel egy, a zárófelület (11) és az első felület 10 (12) közötti légpárnát hozunk létre a tengelyirányú erő ellenében, azzal jellemezve, hogy a gázt lemezenként (6, 8) egyetlen olyan távtartóhoz (10) vezetjük, amelyet a zárófelület (11) mentén elnyúlóan alakítottunk ki, hosszúkás alakú légpárnát létrehozva.