(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側エレメントに内側エレメントを嵌合させた二重構造を有する熱交換エレメントと、熱交換エレメントのステータラジアルプレートと小さな隙間を形成するようシーリングフレームに取り付けられたシーリングシューとを備えたツインフロー型空気予熱器において、
外側エレメントと内側エレメントとの間に形成される間隙の内部に、上下方向へ延びる平鋼から成るシール板を、間隙の幅方向に対し傾斜させて周方向に複数枚配置すると共に、外側エレメントと内側エレメントのうちの一方の側に直接溶接固定し、更に、前記間隙の入口部分に周方向に延びる厚肉の保護部材を配置すると共に、外側エレメントと内側エレメントのうちの前記一方の側に周方向に連続的に溶接固定し、
外側エレメントと内側エレメントが熱膨張してシーリングシューとの隙間がなくなった場合でも、前記保護部材により、シーリングシューに偏摩耗による凸部を生じることを防止するよう構成したことを特徴とするツインフロー型空気予熱器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボイラへ供給する空気をボイラの排ガスで予熱するためのツインフロー型空気予熱器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４は、ツインフロー型空気予熱器の一例としてのローテミューレ式熱交換機を示すもので、円盤状の熱交換エレメント１の上側には、この熱交換エレメント１の中心を中心とする所要角度範囲に、区画壁２により空気を内外側に区画して導出する上側の空気フード３が設けられており、更に、この空気フード３を包囲し、上記の所要角度範囲を除いた残りの角度範囲に高温の排ガス４を供給可能な上側の固定排ガスフード５が設けられている。
【０００３】
又、熱交換エレメント１の下側には、区画壁６を有していて上側の空気フード３に対応した形状の下側の空気フード７と、上側の固定排ガスフード５に対応した形状の下側の固定排ガスフード８が設けられている。更に、下側の固定排ガスフード８の上記所要角度範囲を除いた残りの角度範囲には、上記区画壁６と環状に連続するように形成されていて、排ガス４を内側の一次排ガス９と外側の二次排ガス１０とに区画して導出するようにした排ガス区画壁１１が設けられている。
【０００４】
図３に示すように下側の空気フード７の周囲には歯車１２を設け、この歯車１２をモータ１３で駆動することにより、中心軸を介して空気フード３，７を一体に回転させるようにしている。
【０００５】
上述した構成では、下側の空気フード７の区画壁６の内側には一次空気１４を導入し、外側には二次空気１５を導入するようにし、又、上側の固定排ガスフード５から導入した排ガス４は、熱交換エレメント１を通った後下側の固定排ガスフード８の排ガス区画壁１１の内側に導かれる一次排ガス９と、外側に導かれる二次排ガス１０とに分かれて導出されるようにしたツインフロー型としてあり、又、一次排ガス出口ダクト１６と二次排ガス出口ダクト１７の下流側には夫々ダンパ１８，１９を設けて、内側の一次排ガス９と外側の二次排ガス１０の流量を調節して、一次空気１４と二次空気１５の加熱温度を調節できるようにしている。
【０００６】
一次空気１４及び二次空気１５は圧送のために、一次排ガス９及び二次排ガス１０より高い圧力になっており、従って回転する空気フード３，７に空気を導通するためには、空気フード３，７の延長線上に固設されている固定空気ダクト２０，２１との接続部２２においてシールを行なう必要があるため、空気フード３，７の夫々に回転筒２３を一体に形成し、この回転筒２３と固定空気ダクト２０，２１との間にカラーシール装置２４を備えるようにしている。
【０００７】
又、一次空気１４と二次空気１５とを区画する区画壁２，６、及び一次排ガス９と二次排ガス１０とを区画する排ガス区画壁１１にも接続部２５が存在するので、これらの接続部２５にもカラーシール装置２４を備えるようにしている。
【０００８】
熱交換エレメント１は、図４、図５、図６に示すように中心から半径方向に設けた多数のステータラジアルプレート２６により周方向に区画されていて、各区画ごとに熱交換用充填材が充填されている。
【０００９】
又、上記熱交換エレメント１は大型構造物なので、製作上、ドーナツ状をした二次空気１５用の外側エレメント２７に一次空気１４用の内側エレメント２８を嵌合した二重構造となっている。そして、外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に嵌合のために形成される幅約２５ｍｍの間隙２９には、図８、図９、図１０に示すような厚さ約１．５ｍｍの舟型をしたシール板３０が周方向に多数枚配置され、その上下端に形成した切欠部３１を、内側エレメント２８の外周面に溶接固定（溶接線３２）された駒３３に係止保持させることによって、周方向に対するシールを行わせ、空気１４，１５が間隙２９を周方向に通って排ガス４側へ漏れないようにしている。
【００１０】
前述した回転する空気フード３，７には、伸縮継手３４を介してシーリングフレーム３５が取り付けられていて、シーリングフレーム３５に半径方向に取り付けてあるシーリングシュー３６が熱交換エレメント１のステータラジアルプレート２６と小さな隙間Ｓ（図３、図７参照）をおいて回転することにより、一次排ガス９及び二次排ガス１０と、一次空気１４及び二次空気１５との間のシールが行なわれるようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のツインフロー型空気予熱器には、以下のような問題があった。
【００１２】
即ち、上記したように外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に形成される間隙２９を、図８、図９、図１０に示すような舟型のシール板３０で周方向のシールを行うようにしていたが、このようにした場合、シール板３０を舟型に曲げ加工するのに手間が掛るという問題があった。
【００１３】
又、使用中に熱交換エレメント１は熱膨張するので、熱交換エレメント１とシーリングシュー３６との隙間Ｓがなくなって両者が接触する状態となり、この接触状態のままシーリングシュー３６が外側エレメント２７と内側エレメント２８の上端面或いは下端面をこすって周方向に回転移動することにより、図９に示すように、シーリングシュー３６が間隙２９の部分を残して摩耗し、その結果、シーリングシュー３６の間隙２９に対応する部分に凸面状の未摩耗部３７ができて、該未摩耗部３７が間隙２９内部へ入込むようになり、未摩耗部３７が周方向に間欠的に溶接されている駒３３と衝突する。
【００１４】
すると、駒３３は小さなものなので、内側エレメント２８に対する溶接線３２を長く取って強固な接合状態を確保することが難しかったところに、上記したような衝突の衝撃が加わるため、溶接線３２が破損されて、シール板３０の脱落が生じるおそれがあるという問題があった。
【００１５】
尚、シール板３０の脱落を促進させる原因としては、上記の他にも、図示しないスートブロワ（スス吹き）から噴射される蒸気の噴射圧力などもある。
【００１６】
本発明は、上述の実情に鑑み、外側エレメントと内側エレメントとの間に形成される間隙を周方向にシールするためのシール板の加工を容易にすると共にシール板の脱落を防止し得るようにしたツインフロー型空気予熱器を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外側エレメントに内側エレメントを嵌合させた二重構造を有する熱交換エレメントと、熱交換エレメントのステータラジアルプレートと小さな隙間を形成するようシーリングフレームに取り付けられたシーリングシューとを備えたツインフロー型空気予熱器において、
外側エレメントと内側エレメントとの間に形成される間隙の内部に、上下方向へ延びる平鋼から成るシール板を、間隙の幅方向に対し傾斜させて周方向に複数枚配置すると共に、外側エレメントと内側エレメントのうちの一方の側に直接溶接固定し、更に、前記間隙の入口部分に周方向に延びる厚肉の保護部材を配置すると共に、外側エレメントと内側エレメントのうちの前記一方の側に周方向に連続的に溶接固定し、
外側エレメントと内側エレメントが熱膨張してシーリングシューとの隙間がなくなった場合でも、前記保護部材により、シーリングシューに偏摩耗による凸部を生じることを防止するよう構成したことを特徴とするツインフロー型空気予熱器にかかるものである。
【００１８】
【作用】
本発明の作用は以下の通りである。
【００１９】
下側の空気フードの区画壁の内側から一次空気を導入し、外側から二次空気を導入すると共に、上側の固定排ガスフードから排ガスを導入する。
【００２０】
すると、先ず、排ガスは熱交換エレメントを通ってこれを加熱し、その後、下側の固定排ガスフードから排出される。
【００２１】
そして、一次空気は内側エレメントを通って上側の空気フードの区画壁の内側から排出され、二次空気は外側エレメントを通って上側の空気フードの区画壁の外側から排出される。
【００２２】
しかるに、上下の空気フードは回転されているため、空気フードの回転に伴って、空気は熱交換エレメントの排ガスで加熱された部分を通過することとなり、これによって空気が加熱される。
【００２３】
上記熱交換エレメントは大型構造物なので、製作上、ドーナツ状の外側エレメントに内側エレメントを嵌合した二重構造となっている。
【００２４】
そして、外側エレメントと内側エレメントとの間には、嵌合のために間隙が形成されるが、該間隙を塞いでおかないと、熱交換のために圧送されている空気が間隙を周方向に通って排ガス側へ漏れてしまうことになる。
【００２５】
そこで、間隙にはシールが不可欠となるが、間隙内部に、上下方向に延びる平鋼から成るシール板を、間隙の幅方向に対し傾斜させて周方向に複数枚配置するようにしているので、シール板を加工する手間を省略することができる。
【００２６】
又、シール板を、外側エレメントと内側エレメントのうちの一方に直接溶接するようにしているので、溶接線を長く確保することが可能となり、強固な接合状態を得ることができる。
【００２７】
更に、前記間隙の入口部分に対し、シール板の溶接線を保護するために周方向に保護部材を配置し、外側エレメントと内側エレメントのうちの前記一方の側に、保護部材を周方向に連続的に溶接しているので、保護部材によってシール板の溶接線を直接保護することができる。
【００２８】
又、外側エレメントと内側エレメントが熱膨張してシーリングシューとの隙間がなくなった場合でも、間隙の入口部分に保護部材が設けられているので、シーリングシューに偏摩耗による凸部を生じることがなくなり、且つ、保護部材が周方向に連続的に設けられているので、シーリングシューの偏摩耗部が保護部材と衝突することをなくすことができる。
【００２９】
以上により、シール板の脱落が防止される。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１、図２は、本発明の一実施例である。
【００３２】
ツインフロー型空気予熱器の基本構造自体については、図３〜図７と同様であるため、必要に応じて図３〜図７を参照する。
【００３３】
又、図中、２７は熱交換エレメント１を構成する外側エレメント、２８は外側エレメント２７の内部に嵌合された内側エレメント、２９は外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に形成される間隙、３６は図示しないシーリングフレーム３５に取付けられたシーリングシューである。
【００３４】
そして、本実施例では、外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に形成される幅約２５ｍｍの間隙２９内部に、上下方向に間隙２９の高さ寸法よりも短い長さで延びる厚肉の平鋼から成るシール板３８を、間隙２９の幅方向３９に対し傾斜させて周方向４４に複数枚配置し、その上下部を所定の範囲４０（約１５０ｍｍ）に亘って外側エレメント２７と内側エレメント２８のうちの一方に直接溶接する（溶接線４１）と共に、内側エレメント２８と外側エレメント２７のうちの他方との間に１〜１．５ｍｍ程度の隙間４２が形成されるようにする。
【００３５】
更に、外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に形成される間隙２９の入口部分に対し、シール板３８の溶接線４１を保護するための周方向４４に連続的に延びる厚肉の保護部材４３を、表面が外側エレメント２７や内側エレメント２８の端面と一致するように配置し、外側エレメント２７と内側エレメント２８のうちの前記一方の側に、保護部材４３を周方向４４に溶接し（溶接部４５）、前記内側エレメント２８と外側エレメント２７のうちの他方との間に、５ｍｍ程度の隙間４６ができるようにする。
【００３６】
尚、保護部材４３は一体のリング状としても良いが、径が大きいため周方向４４に複数に分割してある。
【００３７】
次に、作動について説明する。
【００３８】
ツインフロー型空気予熱器を運転する過程については図３〜図７と同様なので説明を省略する。
【００３９】
又、上記熱交換エレメント１は大型構造物なので、製作上、ドーナツ状の外側エレメント２７に内側エレメント２８を嵌合した二重構造となっている。
【００４０】
そして、外側エレメント２７と内側エレメント２８との間には、嵌合のために幅約２５ｍｍの間隙２９が形成されるが、該間隙２９を塞いでおかないと、熱交換のために圧送されている空気が間隙２９を周方向４４に通って排ガス側へ漏れてしまうことになる。
【００４１】
そこで、間隙２９にはシールが不可欠となるが、本実施例では、間隙２９内部に、上下方向に間隙２９の高さ寸法よりも短い長さで延びる厚肉の平鋼から成るシール板３８を、間隙２９の幅方向３９に対し傾斜させて周方向４４に複数枚配置するようにしているので、シール板３８を加工する手間を省略することができる。
【００４２】
又、シール板３８の上下部を、所定の範囲４０（約１５０ｍｍ）に亘って外側エレメント２７と内側エレメント２８のうちの一方に直接溶接する（溶接線４１）ようにしているので、溶接線４１を長く確保することが可能となり、強固な接合状態を得ることができる。
【００４３】
更に、外側エレメント２７と内側エレメント２８との間に形成される間隙２９の入口部分に対し、シール板３８の溶接線４１を保護するために周方向４４に延びる厚肉の保護部材４３を配置し、外側エレメント２７と内側エレメント２８のうちの前記一方の側に、保護部材４３を周方向４４に溶接し（溶接部４５）ているので、保護部材４３によってシール板３８の溶接線４１を直接保護することができる。
【００４４】
又、外側エレメント２７と内側エレメント２８が熱膨張してシーリングシュー３６との隙間Ｓがなくなった場合でも、間隙２９の入口部分に表面が外側エレメント２７や内側エレメント２８の端面と一致するように保護部材４３が設けられているので、シーリングシュー３６に偏摩耗による凸部を生じることがなくなり、且つ、保護部材４３が周方向４４に連続的に設けられているので、シーリングシュー３６の偏摩耗部が保護部材４３と衝突することをなくすことができる。
【００４５】
以上により、シール板３８の脱落を防止することができる。
【００４６】
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のツインフロー型空気予熱器によれば、外側エレメントと内側エレメントとの間に形成される間隙を周方向にシールするためのシール板の加工を容易にすると共にシール板の脱落を防止することができる。又、シール板を、外側エレメントと内側エレメントのうちの一方に直接溶接するようにしているので、溶接線を長く確保することが可能となり、強固な接合状態を得ることができる。更に、外側エレメントと内側エレメントが熱膨張してシーリングシューとの隙間がなくなった場合でも、間隙の入口部分に保護部材が設けられているので、シーリングシューに偏摩耗による凸部を生じることがなくなり、且つ、保護部材が周方向に連続的に設けられているので、シーリングシューの偏摩耗部が保護部材と衝突することをなくすことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の部分拡大平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】一般的なツインフロー型空気予熱器の側方断面図である。
【図４】図３の空気フードの分解斜視図である。
【図５】図３の熱交換エレメントの平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ部分拡大図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視図である。
【符号の説明】
１    熱交換エレメント
２，６        区画壁
３，７        空気フード
４    排ガス
５，８        固定排ガスフード
９    排ガス（一次排ガス）
１０  排ガス（二次排ガス）
１４  一次空気
１５  二次空気
２６  ステータラジアルプレート
２７  外側エレメント
２８  内側エレメント
２９  間隙
３６ シーリングシュー
３８  シール板
３９  幅方向
４１  溶接線
４３  保護部材
４４  周方向
４５  溶接部
Ｓ 隙間
【図１】
0003546500.tif 000002
【図２】
0003546500.tif 000003
【図３】
0003546500.tif 000004
【図４】
0003546500.tif 000005
【図５】
0003546500.tif 000006
【図６】
0003546500.tif 000007
【図７】
0003546500.tif 000008
【図８】
0003546500.tif 000009
【図９】
0003546500.tif 000010
【図１０】
0003546500.tif 000011