(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に摺動する部材間に存在する摺動間隙より漏洩する流体の流出口又は流入口に装備された間隙閉鎖体と、該間隙閉鎖体を相互に摺動するそれぞれの部材に押圧する押圧体とを有する回転再生式熱交換機において、
該回転再生式熱交換機は外側にセクタープレートを設け、
該セクタープレートは上部セクタープレート及び下部セクタープレートを有し、
該上部セクタープレートと該下部セクタープレートの間に仕切板を設け、
該仕切板の上部及び下部にシール取付板を設け、
前記仕切板と前記シール取付板との間隙を塞ぐように前記間隙閉鎖体を設け、
前記間隙閉鎖体は可撓性丸棒または可撓性耐熱式薄板で構成され、
ボルトまたはナットで構成された前記押圧体を前記仕切板に設けたことを特徴とする回転再生式熱交換機。
【請求項２】
前記間隙閉鎖体を前記仕切板の端部に前記シール取付板の側面と接するように設け、
前記押圧体にバネ力を用いたことを特徴とする請求項１に記載の回転再生式熱交換機。
【請求項３】
前記間隙閉鎖体を前記シール取付板と前記仕切板との間に設け、
前記間隙閉鎖体の側面と前記シール取付板の側面とが接触するように設け、
前記間隙閉鎖体の側面と前記仕切板の側面とが接触するように設け、
前記押圧体に締結力を用いたことを特徴とする請求項１に記載の回転再生式熱交換機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蓄熱体とそのケーシングとが相対的に回転する部分に生じる間隙より漏洩する流体の漏洩を防止するために、蓄熱体の放射方向に設置されたシール機構を備えた回転再生式熱交換機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の放射方向に設置されたシール機構を装備した回転再生式熱交換機の冷間状態と熱変形を生じた後の熱間状態とを対比して示した図である。
【０００３】
回転再生式熱交換機の回転軸１の左側は冷間状態の蓄熱体を包含支持する仕切板２の状態を示す。仕切板２には、上部弾性薄板シール３を装備した上部シール取付板４が遊動式に取り付けられている。上部弾性薄板シール３は、仕切板２に固定されたバネ受５と上部シール取付板４に固定されたバネ受６との間に着装されたバネ７によって、上部セクタープレート８に適度の圧力で押圧されている。
【０００４】
上部セクタープレート８と上部弾性薄板シール３とは、回転再生式熱交換機が回転軸１を中心として回転するに従って相互に摺動し、高温流体と低温流体とが相互に混合しないように仕切板２の放射方向の流体の漏洩を防止している。
【０００５】
下部弾性薄板シール９は、仕切板２に固定されたボルト受１０に取り付けられたボルト１１の下端に装備されたバネ受１２と下部シール取付板１３に固定されたバネ受１４との間に着装されたバネ１５によって、シール機構の自重の一部が支えられ、又下部弾性薄板シール９が下部セクタープレート１６に適度の圧力で接するように、自重の残部が下部セクタープレート１６によって支えられている。
【０００６】
回転再生式熱交換機の回転軸１の右側は蓄熱体を包含支持する熱により変形した熱間状態の仕切板２の状態を示す。上弾性薄板シール３は、仕切板２にバネ７によって遊動式に取り付けられているため、仕切板２が図示の如く右肩下がりに垂下熱変形しても、バネ７の押圧力によって、上部セクタープレート８に押圧される。
【０００７】
又、下部弾性薄板シール９はバネ１５に抗するシール機構の自重によって、下部セクタープレート１６に押圧される。従って、上下部各弾性薄板シール３、９は放射方向の全長に亘って、それぞれの対応するセクタープレート８、１６に接触しているので、両者間の間隙は生じることはなく、従って流体が漏洩することはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８は図７のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。尚、後出の図面における同一番号は同一部材を示している。
【０００９】
案内板１７、１８は仕切板２に固定された装置で、上部シール取付板４又は下部シール取付板１３のそれぞれの側面をダイヤフラム２の側面に密着摺動させるための室内装置である。
【００１０】
上下部各シール取付板４、１３と仕切板２とのそれぞれの相互摺動面は、理論上は完全な平面であって、両摺動面は密着摺動することになっている。しかし、それぞれの部材は、製作上の誤差、熱間時熱変形等の影響を受けて、完全な平面を維持することができず、実際上は幾分波状の曲面となっている。そのため、この摺動面には設計上意図しない間隙が生じ、この間隙を通じて漏洩する流体の量は無視することができなくなり、この漏洩を排除しなければならないという問題が生じてきた。
【００１１】
本発明は、かかる漏洩を著しく低減するために行われたもので、仕切板２の放射方向の全長に亘って、摺動面に生じた間隙より流体が漏洩することを防止できるシール機構を装備した回転式熱交換機を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
相互に摺動する部材である仕切板と上下部各シール取付板との摺動面に、仕切板の放射方向の全長に亘って連続又は断続的に生じる間隙を通じて漏洩する流体の流れを止めるために、両部材間の間隙を閉鎖する間隙鎖体を両部材間に装備する。間隙閉鎖体には、仕切板側にもシール取付板側にも一線で接触することのできる可撓性丸棒又は全面で密着する可撓性耐熱式薄板を使用する。
【００１３】
可撓性丸棒を間隙閉鎖体として使用する場合には、可撓性丸棒を仕切板側とシール取付板側とに仕切板の放射方向の全長に亘ってそれぞれ密着摺動できるように、押圧力調整可能なバネ式押圧体の必要とされる複数組を仕切板の放射方向の全長に亘って装備する。可撓性丸棒と密着摺動する仕切板側の摺動面と、シール取付板側の摺動面とは、相互に９０゜の角度を成していることが好ましい。
【００１４】
可撓性耐熱式薄板を間隙閉鎖体として使用する場合には、可撓性耐熱式薄板を仕切板側とシール取付板側とに仕切板の放射方向の全長に亘って、それぞれ密着固定できるように、ボルト・ナットの締結力を利用したボルト式締結体の必要とされる複数組を仕切板及びシール取付板のそれぞれの全長に亘って装備する。
【００１５】
シール取付板側に可撓性耐熱式薄板を締結するボルト式締結体は、同時に、シール取付板を仕切板に密着摺動させるように取り付けるボルト式締結体と共用できるように同一のボルト式締結体とすることが好ましい。
【００１６】
【作用】
仕切板とシール取付板との摺動面に生じた間隙の流体の漏洩口に、この漏洩口を密閉することのできる間隙閉鎖体を着装し、この間隙閉鎖体を押圧体で押圧し、又は締結体で締結すると、仕切板とシール取付板とが相対変位しても、常に漏洩口を密閉してその漏洩口よりの流体の漏洩を防止することができ、放射方向のシール機構の全体としての流体に対するシール効果を著しく向上する。
【００１７】
間隙閉鎖体が可撓性丸棒である場合には、放射方向に複数組装備された仕切板方向への押圧体によって、仕切板側の可撓性丸棒との摺動面が例へ曲面になっていようとも、放射方向の全長に亘って、可撓性丸棒がその摺動面と一線で密着接触することが可能となり、又放射方向に複数組装備されたシール取付板方向への押圧体によって、シール取付板側の可撓性丸棒との摺動面が例へ曲面になっていようとも、放射方向の全長に亘って、可撓性丸棒が、その摺動面と一線で密着接触することが可能となる。
【００１８】
間隙閉鎖体が可撓性耐熱式薄板である場合には、放射方向に複数組装備された仕切板側への締結体によって、仕切板側の可撓性耐熱式薄板との密着面が例へ曲面になっていても、放射方向の全長に亘って、可撓性耐熱式薄板が、その密着面と全面で密着することが可能となり、又放射方向に複数組装備されたシール取付板側への締結体によって、シール取付板側の可撓性耐熱式薄板との密着面が例へ曲面になっていても、放射方向の全長に亘って、可撓性耐熱式薄板が、その密着面と全面で密着することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
図１は、仕切板の上部シール機構に間隙閉鎖体として可撓性丸棒とその押圧体とを使用し、仕切板の下部シール機構に間隙閉鎖体として可撓性耐熱式薄板とその締結体とを使用した実施例を示す。
【００２０】
図中の（ａ）は、上部シール取付板４に取り付けられた上部弾性薄板シール３を上部セクタープレート８に押圧するバネ７と、上部シール取付板４の側面が仕切板２の側面と摺動するように案内する仕切板２に固定された案内板１７とを示す。
【００２１】
図中の（ｂ）と（ｄ）とは、相互に同じ装置を示すもので対をなしており、可撓性丸棒１９を仕切板２の上部に着装された座板２０に押圧する縦方向バネ式押圧体を示す。
【００２２】
図中の（ｃ）は、可撓性丸棒１９を上部シール取付板４に押圧する横方向バネ式押圧体を示す。
【００２３】
図中の（ｆ）は、下部シール取付板１３に取り付けられた下部弾性薄板シール９を下部セクタープレート１６に作用するシール機構の自重による押圧力を調整するバネ１５と、仕切板２の片面側に装備するカバープレート２１と他面側に装備する下部シール取付板１３とを仕切板２の長穴２２を通って同時に締結するボルト２３とを示す。
【００２４】
図中の（ｅ）は、仕切板２の片面側に装備するカバープレート２４と他面側に装備する下部シール取付板１３とを仕切板２の長穴２５を通って同時に締結するボルト２６を示す。
【００２５】
図中の（ｇ）はＥ−Ｅ矢視を示し、図中の（ｈ）はＨ−Ｈ矢視を示す図である。
【００２６】
図２は図１のＢ−Ｂ矢視を示す断面図である。上部シール取付板４と仕切板２とは相互に変位して摺動するが、それぞれの部材の製作上の誤差、熱間時の熱変形等のために、平面ではなく、曲面をなしているため、仕切板２の放射方向の全長に亘っては密着できず、放射方向の各所に図示Ｉの如き小間隙を生じている。
【００２７】
この小間隙Ｉより流体が漏洩し、上部弾性薄板シール３と上部セクタープレート８との間の流体漏洩防止のための、本来のシール効果を減殺していることが実験を通じて判明した。
【００２８】
図中の矢印で示すこの漏洩経路を閉鎖するために、上部シール取付板４と線接触すると同時に、仕切板２の頂部に装備された座板２０とも接触する可撓性丸棒１９を装備する。この可撓性丸棒１９が仕切板２の放射方向の全長に亘って閉鎖口から離れないように、以下に説明する押圧体を装備する。
【００２９】
図３は図１のＣ−Ｃ矢視を示す断面図である。可撓性丸棒１９を縦方向に押圧する押圧板２７は、座板２０を仕切板２に取り付ける取付板２８にその下端が線接触する支持板２９にその一端を支持されて、線接触部を支点として回動することができる。押圧板２７は、バネ３０を着装するボルト３１によって下方向に付勢されて、可撓性丸棒１９を座板２０に密着させることができる。
【００３０】
図４は図１のＤ−Ｄ矢視を示す断面図である。可撓性丸棒１９を押圧する押鉤３２はバネ３３を着装する押しボルト３４に付勢されて、可撓性丸棒１９を上部シール取付板４に密着させることができる。上部シール取付板４が図の左方向へ押し出されないように、受板３５が仕切板２に固定されている。
【００３１】
仕切板２の放射方向の全長に亘って可撓性丸棒１９を座板２０及び上部シール取付板４に密着させるために、図１の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す各装置が放射方向に必要とされる複数組だけ装備される。
【００３２】
図５は図１のＦ−Ｆ矢視を示す断面図である。鎖線３０は、仕切板２の右側において仕切板２に設けられた長穴２２のカバープレート２１とバネ受１４とを締結すると同時に長穴２２を貫通して、仕切板２の左側まで延在し、下部シール取付板１３とバネ受１４とを締結するボルト２３（図１参照）、ナット、スプリングワッシャを略図的に表示したものである。
【００３３】
鎖線３０によって表示されたボルト、ナット、スプリングワッシャによる締結により、右側のバネ受１４及びカバープレート２１は左側のバネ受１４及び下部シール取付板１３と連動する。この連動部分のシール機構の重量の一部は、仕切板２に固定されたボルト受１０に取り付けられたボルト１１の下端に装備されたバネ受１２とバネ受１４との間に着装されたバネ１５によって支えられ、重量の残部は、下部弾性薄板シール９と下部セクタープレート１６との接触圧で支えられている。
【００３４】
下部シール取付板１３と仕切板２とは相互に変位して摺動するが、それぞれの部材の製作上の誤差、熱間時の熱変形等のために、平面ではなく曲面をなしているので、仕切板２の放射方向の全長に亘って密着できず、放射方向の各所に図示の如き小間隙Ｉを生じている。
【００３５】
図中の矢印で示す流体の漏洩経路を閉鎖するため、下部シール取付板１３と密着すると同時に、仕切板２と枕板３６を介して密着する可撓性耐熱式薄板３７を装備する。
【００３６】
この可撓性耐熱式薄板３７が、仕切板２の放射方向の全長に亘って閉鎖口から離れないように、下部シール取付板１３側においては、鎖線３０で略図的に示したボルト、ナット、スプリングワッシャ（図６に示すボルト、ナット、スプリングワッシャと同一の構造である）により締結され、又仕切板２側においては、鎖線３８で略図的に示されたボルト、ナット、ワッシャ（既知の形状であるため詳細を図示せず）により締結される。
【００３７】
下部シール取付板１３と仕切板２とが摺動する面において、小間隙Ｉが生じても、可撓性耐熱式薄板３７は自身の可撓性によりたわみ量を調節して、下部シール取付板１３と仕切板２との摺動に追従して漏洩間隙を常に覆っているため、この小間隙Ｉを通じて流体の漏洩を生じることはない。
【００３８】
図６は図１のＧ−Ｇ矢視を示す断面図である。仕切板２と下部シール取付板１３との摺動面間の小間隙Ｉを仕切板２の放射方向の全長に亘って最小に維持するため、図１の（ｅ）に示す装置が放射方向に必要とされる複数組だけ装備される。
【００３９】
図６の構造は図５に示すボルト受１０、ボルト１１、バネ受１２、バネ受１４、バネ１５を除外した場合の図と類似しているので詳細説明は省略する。尚、３９、４０は蓄熱体、熱交換流体の通路をスートブローイングするときに、可撓性耐熱式薄板３７の両側面にそれぞれ負荷される過剰な流体の噴射圧力を防御する遮蔽板である。
【００４０】
【発明の効果】
１）仕切板と上部各シール取付板との接触摺動面に小間隙が生じていても、間隙閉鎖体とその押圧体との作動によって、仕切板の放射方向の全長に亘ってその間隙の漏洩口を閉鎖することができる。
２）漏洩口が閉鎖されることによって、この間隙を通じて漏洩していた流体の漏洩を防止することができ、それに応じて放射方向のシール機構からの流体の総合的な漏洩率を著しく低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】仕切板の遊動式シール機構に間隙閉鎖体と押圧体が装備された本発明の一実施例を示す図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ矢視を示す断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視を示す断面図である。
【図４】図１のＤ−Ｄ矢視を示す断面図である。
【図５】図１のＦ−Ｆ矢視を示す断面図である。
【図６】図１のＧ−Ｇ矢視を示す断面図である。
【図７】仕切板の遊動式シール機構が装備された従来型装置の実施例を示す図である。
【図８】図７のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。
【符号の説明】
１  回転軸
２  仕切板
３  上部弾性薄板シール
４  上部シール取付板
５  バネ受
６  バネ受
７  バネ
８  上部セクタープレート
９  下部弾性薄板シール
１０  ボルト受
１１  ボルト
１２  バネ受
１３  下部シール取付板
１４  バネ受
１５  バネ
１６    下部セクタープレート
１７  案内板
１８  案内板
１９  可撓性丸棒
２０  座板
２１  カバープレート
２２  長穴
２３  ボルト
２４  カバープレート
２５  長穴
２６  ボルト
２７  押圧板
２８  取付板
２９  支持板
３０  鎖線
３１  ボルト
３２  押鉤
３３  バネ
３４  押しボルト
３５  受板
３６  枕板
３７  可撓性耐熱式薄板
３８  鎖線
３９  遮蔽板
４０  遮蔽板
Ｉ    小間隙
【図１】
0003581163.tif 000002
【図２】
0003581163.tif 000003
【図３】
0003581163.tif 000004
【図４】
0003581163.tif 000005
【図５】
0003581163.tif 000006
【図６】
0003581163.tif 000007
【図７】
0003581163.tif 000008
【図８】
0003581163.tif 000009