(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータタイヤと扇形板の間隙をセンサで検出し同間隙が設定値になるよう前記扇形板の追従を自動制御する自動ラジアルシール装置を有する回転再生式熱交換器において、前記扇形板の端面位置で分割された固体摺動材とその保持器で構成され、前記扇形板部分の前記保持器と固体摺動材は前記扇形板に、その他の部分の前記保持器と固体摺動材はケーシングに、それぞれ取付け、前記固体摺動材と前記ロータタイヤの摺動面との間でガスシールするように構成した円周シールを有することを特徴とする回転再生式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転再生式熱交換器、特に、そのシール機構に改良を加えた回転再生式熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転再生式熱交換器は、火力発電所のボイラ自身の廃ガスが保有する熱で空気を予熱するため等に用いられる熱交換器である。ボイラ廃ガスによって空気を予熱するための従来の回転再生式熱交換器で、空気予熱器ともいわれるものの一例を図４に示してある。
【０００３】
図４に示すように、この回転再生式熱交換器は、符号１で示すエレメントと称する蓄熱体をその内部に有するロータ２が一定の速度でその軸まわりを回転しており、空気及び廃ガスは図４に矢印で示すように互いに逆方向にエレメント１の中を通過し、この過程で、エレメント１を媒体として空気と廃ガスとの間の熱交換が行なわれる。
【０００４】
回転再生式熱交換器は、固定構造物の中で回転するロータ２を有するが、その構造上、ロータ２とそれをとりまく固定構造物との間には間隙が生じる。この間隙によって圧力の高い空気が、圧力の低い廃ガス側へと漏洩し熱交換の効率を低下させる。
【０００５】
このため、回転再生式熱交換器の各部にはシールを取付けて前記した漏洩が最小限となるようにしているが、回転再生式熱交換器の高温側の半径方向のラジアルシール３と扇形板４との間の間隙７（以下、間隙７と言う）は、回転再生式熱交換器の温度によって変化が大きい。すなわち、熱間時（ボイラ運転時）、回転再生式熱交換器は図５のように熱変形によりわん曲し、冷間時（常温時）よりも間隙７が大きくなる。
【０００６】
そのため、従来の回転再生式熱交換器では、図６に示すように、扇形板４に間隙センサ５を設置し、ロータ２の外周部のロータタイヤ６との間の間隙７を検出し、その外周部の間隙７が目標設定値になるように扇形板を追従させるようにした自動ラジアルシール装置と呼ばれる構成が考えられた。
【０００７】
また、熱交換器の円周シール８に固体摺動材を用いて、円周シールリークの低減を狙う機構があるが、前記した自動ラジアルシール装置を設けた熱交換器に設置する事は、構造上問題点があり、不可能とされてきた。その理由は次のとおりである。
【０００８】
自動ラジアルシール装置では、ロータ２の変形に対応して扇形板４を追従させるため、扇形板４には絶対変位が生じる。一方、円周シール８の固体摺動材９もロータ２の変形に対して相対的に変位するが、それを保持する保持器１０は、ケーシング１１に取付けられているため変位＝０である。
【０００９】
円周シール８を自動ラジアルシール装置と同時に設置させるためには、固体摺動材を保持する保持器を扇形板４に取付けなければならず、保持器にも変位が生じてしまい、保持器には取付位置によって変位するものと、しないものが生じてしまうこととなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、回転再生式熱交換器において、扇形板とロータタイヤとの間隙を目標設定値に保つ自動ラジアルシール装置と、固体摺動材を用いた円周シールとを併せ設置可能に構成しガスリーク低減効果の高い回転再生式熱交換器を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、ロータタイヤと扇形板の間隙をセンサで検出し同間隙が設定値になるよう前記扇形板の追従を自動制御する自動ラジアルシール装置を有する回転再生式熱交換器における円周シールを、前記扇形板の端面位置で分割された固体摺動材とその保持器で構成し、前記扇形板部分の前記保持器と固体摺動材は前記扇形板に、その他の部分の前記保持器と固体摺動材はケーシングに、それぞれ取付け、前記固体摺動材と前記ロータタイヤの摺動面との間でガスシールするようにした構成とする。
【００１２】
前記したように、本発明の回転再生式熱交換器では円周シールが扇形板の端面位置で分割されていて、円周シールを構成する固体摺動材とその保持器が扇形板部分は扇形板に取付けられていて、ケーシングに取付けられているその他の部分とが別構造になっているので各々が相対的に変位しても円周シールの機能を行うことができる。従って、本発明の回転再生式熱交換器においては、自動ラジアルシール装置と円周シールとを併設することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転再生式熱交換器を図１〜図３に示した実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の実施の一形態による回転再生式熱交換器における円周シール部の冷間時（左側）及び熱間時（右側）の状態を示している。
【００１４】
図１及び図２において、円周シールを構成する固体摺動材と、その保持器は扇形板４の端面位置で分割され、扇形板４の部分にある保持器１０−２と固体摺動材９−２及び、扇形板４部分以外にある保持器１０−１と固体摺動材９−１に分離されて互いに独立して変位可能にされている。
【００１５】
そして、固体摺動材９−２が取付けられる保持器１０−２は扇形板４に取付けられ、扇形板４と共に変位可能に構成されている。一方、固体摺動材９−１が取付けられている保持器１０−１はケーシング１１に取付けられている。
【００１６】
扇形板４は、ラジアルシールとの間の間隙を自動制御される自動ラジアルシール装置によってロータ２の変形に自動追従されるため、扇形板４のロータ外周側は絶対的に変位されるが、保持器１０−２も一緒に変位可能である。一方、変位しないケーシング１１に取付けられている固体摺動材９−１の保持器１０−１は変位しない。
【００１７】
以上に説明したように、図１及び図２に示した回転再生式熱交換器の円周シールによれば、扇形板の端面位置で分割された固体摺動材及びその保持器により、ロータ変形時も対応することができる。すなわち、図１（ａ）の左半分に示すように冷間時に保持器１０−１と１０−２は同じレベルにあるが、図１（ａ）の右半分に示すように熱間時にはロータ２が下がり、それに応動して扇形板４の外周部も下げられる。
【００１８】
以上の構成によって、扇形板４のところにある保持器１０−２と固体摺動材９−２も降下される。一方、扇形板４以外のところでケーシング１１に取付けられた保持器１０−１及びこれに保持された固体摺動材９−１はそのままの位置にとどまっている。
【００１９】
以上のように、ロータ２の熱変形に追従した扇形板４に固定している保持器１０−２は常にロータタイヤ６（ロータ２最外周の固体摺動材との摺動面）との相対変位はゼロであるため、ロータタイヤ６と摺動する固体摺動材９−２及び保持器１０−２の形状は最小のもので対応できる。
【００２０】
一方、扇形板部分以外の保持器１０−１はロータタイヤ６に対して、相対的に変位するため、固体摺動材９−１及び保持器１０−１の形状はその変位に対応する必要がある。しかし、各々独立した取付方法、形状のため以上の変位に対応できる。
【００２１】
更に、自動ラジアルシール装置に、扇形板４がロータ２の変形に追従しない何らかの異常が発生し、安全上扇形板４を引き抜く（ロータとの相対変位を大きくする）システムが設けられている場合には、図３の左半分に示す如く、ロータ２と扇形板４との相対変位が大きくなる。
【００２２】
同様に扇形板４部分の保持器１０−２とロータタイヤ６との相対変位も大きくなるため、それら変位に追従するための固体摺動材及び保持器の形状が要求されるが、扇形板４位置とその他の位置で保持器と固体摺動材が分割されて各々独立した状態で取付けられているため、その変位に対して十分に対応できる。
【００２３】
以上の通り、本実施形態の回転再生式熱交換器においては自動ラジアルシール装置を設置している回転再生式熱交換器において、円周シール８に固体摺動材９を用いる事ができ、熱交換流体間の漏洩量を効果的に抑える事ができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転再生式熱交換器は、ロータタイヤと扇形板の間隙をセンサで検出し同間隙が設定値になるよう前記扇形板の追従を自動制御する自動ラジアルシール装置を有する回転再生式熱交換器において、前記扇形板の端面位置で分割された固体摺動材とその保持器で構成され、前記扇形板部分の前記保持器と固体摺動材は前記扇形板に、その他の部分の前記保持器と固体摺動材はケーシングに、それぞれ取付け、前記固体摺動材と前記ロータタイヤの摺動面との間でガスシールするように構成した円周シールを有する。
【００２５】
本発明のこの回転再生式熱交換器においては前記したように扇形板位置とそれ以外の位置で円周シールを構成する保持器と固体摺動材が分離されていて互いに独立に変位可能であるからロータの熱変形に対応して自動ラジアルシール装置によって扇形板を変位させても円周シールは固体摺動材とロータタイヤの摺動面との間でガスシール作用を持続できる。こうして本発明によれば熱変形等の動きにも対応できるシール装置を設けた回転再生式熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による回転再生式熱交換器における円周シール部の冷間時および熱間時の状態を示す図面で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は平面図。
【図２】図１（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線に沿い、紙面に垂直な断面図。
【図３】本発明の実施の一形態による回転再生式熱交換器において、自動ラジアルシール装置に異常が発生した場合の円周シール部の状態を示す断面図。
【図４】回転再生式熱交換器の構造を一部破断して示す斜視図。
【図５】回転再生式熱交換器における間隙発生の状態をやや誇張して示す冷間時及び熱間時の説明図。
【図６】回転再生式熱交換器における自動ラジアルシール装置の状態を示す説明図。
【符号の説明】
１        エレメント
２        ロータ
３        ラジアルシール
４        扇形板
５        間隙センサ
６        ロータタイヤ
７        間隙
８        円周シール
９−１    固体摺動材
９−２    固体摺動材
１０−１  保持器
１０−２  保持器
１１      ケーシング
【図１】
0003546140.tif 000002
【図２】
0003546140.tif 000003
【図３】
0003546140.tif 000004
【図４】
0003546140.tif 000005
【図５】
0003546140.tif 000006
【図６】
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