(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に設けられ、駆動を受けて前記ケースに対して回転するローターと、
前記ケースと前記ローターのスピンドルとの間に設けられ、前記ケースと前記ローターのスピンドルとの間の空間をもとの煙の流通領域と清浄な煙の流通領域とに分離するシーリングシステムと、
を含み、
その中で、前記シーリングシステムは、それぞれ上側と下側に位置し且つ互いに対向する２つのシール板を含み、前記２つのシール板には互いにちょうど対向する少なくとも一対の穴が開設され、前記少なくとも一対の穴はファンと連通されている、
前記少なくとも一対の穴は三対の方形孔であり、前記三対の方形孔の幅はローターの中心から外周の方向に向かって徐々に増加する、ノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項２】
前記ローターの周縁には環状ラックが設置され、駆動機構は該環状ラックと噛み合うギア部材を有する伝動機構によって前記ローターを駆動する請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項３】
前記ローターはスピンドル及びスピンドルから外に伸びる複数の径方向密封片を含み、前記シール板の各々は、それぞれケースエッジから伸びてローターのスピンドルに集まるローターの径方向密封片と対向する上と下の２つの扇形のシール板を含む請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項４】
扇形のシール板各々の外縁の弧長はケースエッジの弧長の１／１０〜１／１５である請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項５】
前記ファンは、低漏洩なダクトを介して前記少なくとも一対の穴における全ての穴と連通する低漏洩なファンである請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項６】
前記もとの煙の流通領域はもとの煙のダクトと連通され、前記冷たい且つ清浄な煙の流通領域は清浄な煙のダクトと連通され、且つもとの煙の流れ方向と清浄な煙の伝送方向は逆である請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項７】
前記ファンの出力端及びもとの煙のダクトにはそれぞれ圧力センサーが設けられており、２つの圧力センサーはいずれもコントローラと通信接続され、前記コントローラは前記２つの圧力センサーの値に従って、ファンの送風口におけるバルブの開度又はファンのパワーを制御する請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項８】
前記ファンの出力端及びもとの煙のダクトにはそれぞれ圧力センサーが設けられ、２つの圧力センサー間には差圧トランスデューサが接続されており、前記差圧トランスデューサは２つの圧力センサー間の差圧値をリアルタイムにコントローラに送信し、前記コントローラは前記差圧値に従って、ファンの送風口におけるバルブの開度又はファンのパワーを制御する請求項１に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【請求項９】
前記差圧値について、前記ファンの出力端の気圧が前記もとの煙のダクトにおける気圧より３００〜５００Ｐａ大きい請求項８に記載のノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器に関し、具体的には回転型のガス−ガス熱交換器のシール装置の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転型のガス−ガス熱交換器（ＧＧＨ）は、現在に湿式排煙脱硫（ＦＧＤ）装置にもっとも広く適用されている煙熱交換器である。当該回転型のガス−ガス熱交換器の作動原理は、ローターの格子内の蓄熱素子が浄化されなかった高温煙の熱量を表面が円滑又は波形が付いた金属薄片または他の熱媒体によって、浄化後の冷煙に伝達することである。作動中において、浄化されなかった高温煙はローターの一側を通り、浄化後の冷煙はローターの他方側を通る。ローターはゆっくり回転して、ローターにおける複数の伝熱素子を順番に熱い且つ浄化されなかった煙及び冷たい且つ浄化後の煙の中を通させる。浄化されなかった高温煙が伝熱素子を経過する時、浄化されなかった高温煙における一部の熱量は伝熱素子に伝達される。伝熱素子が浄化後の冷煙側に移動した時、それが携帯した熱量はまた浄化後の冷煙に伝達される。従って、浄化後の冷煙の温度は上がり、伝熱素子自身は冷却される。この２つの煙は、ローターから直径に沿って分けられた２つの部分で流し、且つ該２つの部分はシール板で分割されている。この２つの煙の流通方向は逆である。
【０００３】
ＧＧＨは円柱形ローターと、円筒形なケースと、伝動装置と、シール装置と、塵吹きシステムとのいくつかの部分によって構成されている。ローターは多数の扇形な格子に分割され、扇形な格子の各々には波形プレートで構成された伝熱素子が満載されている。ローターはその横断面上の直径方向に沿ってもとの煙と清浄な煙の２つの流通領域に分割され、２つの流通領域間は遷移領域によって分離されている。もとの煙の流通領域と清浄な煙の流通領域はそれぞれ入り口煙道と出口煙道に接続されている。電動機は伝動装置を介してローターを回転させる。ローターの蓄熱素子は交替にもとの煙区と清浄な煙の流通領域を通し、高温なもとの煙は下から上に熱量を伝熱素子へ伝達し、この部分の伝熱素子における熱受け面が清浄な煙の流通領域に移動する時、また蓄積された熱量を下から上に流通する冷清浄な煙に伝達する。ローターは１回転当たり１の伝熱過程を完了する。遷移領域はもとの煙区と清浄な煙の流通領域を分離するシール領域である。もとの煙の流通領域がつまり浄化されなかったもとの煙区であり、冷煙の流通領域がつまり浄化後の清浄な煙区である。もとの煙の圧力は清浄な煙の圧力より大きいため、もとの煙がローターとケースとの間隙を通って清浄な煙区に漏れることを防止するために、ＧＧＨ装置は径方向と軸方向において密封されており、このようなシールはいわゆるシール領域に取り付けられ、リング方向シールはケースとローターの上下回転面の外縁との間に取り付けられている。
【０００４】
現在、国内において、脱硫システムが使われる回転型ＧＧＨはほとんど外国の技術（アメリカ、ドイツ、フランス、イギリスなど）を引き入れて成すものであり、引き入れた複数の回転型ＧＧＨにおいては、いずれもシール効果が十分でなく、風漏れ率が高い欠陥が存在する。これらの引き入れた回転型ＧＧＨ機器の風漏れ率の保証値は０．５−１％であるが、実際に応用するとき風漏れ率は常に保証値に達することができない。統計的な試験結果は以下の通りである。即ち、試験結果が優れたＧＧＨは、初めに組み立てた後、短い時間内に風漏れ率が０．８％に達することができ、平均風漏れ率は１．５％に達し、風漏れ率が低いものは０．６％に達し、最も深刻なものは１０％を超える。例えば、華電莱蕪発電所で使える回転型ＧＧＨ機器は、脱硫システムの総合効率に大きな影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術における欠陥を解決することである。
【０００６】
本発明の一つの目的は、シール効果がさらに優れた回転型のガス−ガス熱交換器を提供することであり、
本発明の他の目的は、構造が簡単で、低コスト、効果が優れた熱交換器密封構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明において、課題を解決するための手段以下の通りである。
【０００８】
ノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、
ケースと、
前記ケース内に設けられ、駆動を受けて前記ケースに対して回転するローターと、
前記ケースと前記ローターとの間に設けられ、前記ケースと前記ローターとの間の空間をもとの煙の流通領域と清浄な煙の流通領域とに分離するシーリングシステムと、
を含み、
その中で、前記シーリングシステムは、それぞれ上側と下側に位置し且つ互いに対向する２つのシール板を含み、前記２つのシール板には互いにちょうど対向する少なくとも一対の穴が開設され、前記少なくとも一対の穴はファンと連通されている。
【０００９】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記ローターの周縁には環状ラックが設置され、駆動機構は該環状ラックと噛み合うギア部材を有する伝動機構によって前記ローターを駆動することが好ましい。
【００１０】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記ローターはスピンドル及びスピンドルから外に伸びる複数の軸方向密封片を含み、前記シール板の各々は、ケースエッジから伸びてロータースのピンドルに集まる径方向において対向する２つの扇形なシール板を含むことが好ましい。
【００１１】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、扇形なシール板各々の外縁の弧長はケースエッジの弧長の１／１０〜１／１５であることが好ましい。
【００１２】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記対向する扇形なシール板における少なくとも一対の長穴又は他の形状の穴の前記幅は、ローターの中心から外周の方向に向かって徐々に増加することが好ましい。
【００１３】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記ファンは、低漏洩なダクトを介して前記少なくとも一対の穴における全ての穴と連通する低漏洩なファンであることが好ましい。
【００１４】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記もとの煙の流通領域はもとの煙のダクトと連通され、前記清浄な煙の流通領域は清浄な煙のダクトと連通され、且つローターに対して、もとの煙の伝送方向と清浄な煙の伝送方向は逆であることが好ましい。
【００１５】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記ファンの出力端及びもとの煙のダクトにはそれぞれ圧力センサーが設けられており、２つの圧力センサーはいずれもコントローラと通信接続され、前記コントローラは前記２つの圧力センサーの値に従って、ファンの送風口におけるバルブの開度又はファンのパワーを制御することが好ましい。
【００１６】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記ファンの出力端及びもとの煙のダクトにはそれぞれ圧力センサーが設けられ、２つの圧力センサー間には差圧トランスデューサが接続されており、前記差圧トランスデューサは２つの圧力センサー間の差圧値をリアルタイムにコントローラに送信し、前記コントローラは前記差圧値に従って、ファンの送風口におけるバルブの開度又はファンのパワーを制御することが好ましい。
【００１７】
なお、上記したノンリーク式シーリングシステムの分離エアカーテン構造を有する回転型のガス−ガス熱交換器において、前記差圧値について、前記ファンの出口の気圧が前記もとの煙のダクトにおける気圧より３００〜６００Ｐａ大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の技術効果は以下の通りである。このような熱交換器はシール効果が優れ、風漏れ率が低い利点を有する。具体的には、本発明のシーリングシステムは二対の扇形なシール板をさらに含み、且つ二対の扇形なシール板には位置が対向するペア穴が開かれている。このようにして、低漏洩なファンを始動させると、位置の対向するペア穴は上と下の両方向から中間でエアカーテンを形成し、該エアカーテンはもとの煙と清浄な煙との間の漏れを遮断させ、高温な煙の熱量がローターの蓄熱素子を経由して冷煙に伝えられるようにする。本発明において、ローターの周縁に環状ラックが設けられて、モーターがさらにスムーズにローターを駆動する助けとなり、ノイズを減少する。本発明のローターのスピンドルは中心支持軸及び中心支持軸の外周に被せている軸受スリーブを含み、軸受スリーブから外に複数の径方向密封片が伸びている。これらの軸方向シール板は靠近ケーシングの内壁近傍の位置までずっと伸びている。一般、ローターとケーシングとの間隙はケーシングの内半径の１／５を超えない。従って、これらの軸方向シール板は軸方向シールの役割も果たし、同時に煙道の一部として、煙の流れに対しても案内する。本発明において、扇形な子シール板各々の外縁の弧長はケースエッジの弧長の１／１０〜１／１５であり、シーリングシステムが占めるケーシング内の空間はかなり小さい。このようにして、より多くの熱交換空間を残し、熱交換の効率を向上させた。本発明において、前記対向する扇形なシール板には少なくとも一対の長穴又は他の形状の穴が形成され、前記穴の幅はローターの中心から外周の方向に向かって徐々に増加する。ローターの中心近傍の領域の漏れ状況は外周近傍の領域の漏れ状況より優れているため（外周近傍の領域においてはローターとケースとの間隙が存在して、漏れ状況が相対的に厳しいため）、中心近傍の領域の穴の幅は小さく、必要な通風量が少なく、外周近傍の領域の穴の幅は大きくて、必要な通風量が大きい。穴の幅がローターの中心から外周の方向に向かって徐々に増加するこれらの設計は、ファンの通気資源の合理的な配分を実現した。本発明において、もとの煙の流れ方向と清浄な煙の流れ方向は逆で、例えばもとの煙は下から上に伝送され、清浄な煙は上から下に伝送され、これらの方式は温度差を形成しやすいため、熱量の有効な伝送に有利である。
【００１９】
本発明において、前記低漏洩なファンの出口及びもとの煙の入口における煙道にはそれぞれ差圧トランスデューサの２つの圧力測定点が設置され、差圧トランスデューサはコントローラと通信接続され、前記コントローラは前記差圧トランスデューサの値に従って、ファンの送風口におけるバルブの開度又はファンのパワーを制御する。コントローラは差圧トランスデューサの検出結果に従って、いつでもファンの風流出率を調整することができる。一般的に、低漏洩なファンの出口における気圧はもとの煙のダクトにおける気圧より３００〜５００Ｐａ大きく、これはエネルギーの無駄がなく且つ良好なシール効果を有する経験に基づいて選択したことである。もし気圧差が５００Ｐａより大きければ、ファンの送風口におけるバルブの開度を縮小させ、又はファンのパワーを降下させ、逆に、気圧差が３００Ｐより小さければ、ファンの送風口におけるバルブの開度を増加させ、又はファンのパワーを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のノンリーク式シーリングシステムが装着されたガス−ガス熱交換器の構造模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿って切断したノンリーク式シーリングシステムが装着されたガス−ガス熱交換器の断面模式図である。
【図３】図１のＢ−Ｂに沿って切断したノンリーク式シーリングシステムが装着されたガス−ガス熱交換器の断面模式図であり、但し、ケーシングと、ローターと、部分的な密封部材だけ示した。
【図４】図１のＣ−Ｃに沿って切断したノンリーク式シーリングシステムが装着されたガス−ガス熱交換器の断面模式図であり、但し、ケーシングと、スピンドルと、扇形なシール板及びその上の穴だけ示し、ローターの外部輪郭は示していない。
【図５】シーリングシステムにおけるローターとケーシングとの間隙内で採用した１つの密封セクションの構造模式図である。
【図６】シーリングシステムにおけるローターとケーシングとの間隙内で採用した他の密封セクションの構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１乃至図４に示すように、本発明の熱交換器は、ローター１と、ケース２と、シーリングシステムと、伝動装置と、を含む。ケース２はローター１の両端にそれぞれ二対の扇形なシール板３が設けられている。前記扇形なシール板３には分離風ダクトを介して低漏洩なファンに接続される長穴４が開けられている。
【００２２】
前記ケース２とローター１が囲まれたリング型な空間は、扇形なシール板３の両側近傍の箇所にそれぞれ迷宮式な分離密封セクション５が設けられている。ケース２の隣接する２つの分離密封セクション５の間の部分は、分離風ダクトを介して低漏洩なファンに接続されている。  
【００２３】
前記した低漏洩なファンの出力端に接続されたダクト及びもとの煙側のダクトにはそれぞれ圧力センサーが設けられ、２つの圧力センサー間には差圧トランスデューサ６が接続され、差圧トランスデューサ６は低漏洩なファンの出口おけるダクトのバルブの開度又は低漏れモータの周波数を制御できるコントローラに接続されている。
【００２４】
低漏洩な風を分離する風分配箱（又はダクト）には圧力測定点が取り付けられており、それに対応するもとの煙側のダクトには圧力測定点が取り付けられ、圧力測定点の間には差圧トランスデューサ６が装着され、差圧信号を専用なプログラマブルロジックコントローラＰＬＣ又は集中制御室の分散制御システムＤＣＳに送信し、差圧信号の変化を利用して精確に低漏洩なファンの出口におけるダクトのバルブの開度又は低漏れモーターの周波数を調整して制御することで、シールの精確な調整と省エネ運転という効果を達する。
【００２５】
合理的にパージ風流量を調整して、１．５−２倍の回転携帯漏出量に達することが要求される。
【００２６】
該系列の技術を採用すると、回転型のＧＧＨ風漏れ率を０．１−０．４％に降下させることができ、現在の国際的な先進レベルを超える。毎月毎台で６００ＭＷユニットは数十万ＲＭＢのコストを節約することができる。
【００２７】
実施形態１：
図４に示すように、ローター１の駆動端及び非駆動端にそれぞれ位置する上下の扇形なシール板３において、上下の扇形なシール板３が対向する箇所に、それぞれ長穴４が開けられ且つ密封風ダクトを取り付けて、分離するための低漏洩な風を通過させる。低漏洩な風を通させた後、上下の二対の扇形なシール板３とローター１との間に効果的な分離エアカーテンを形成する。パージ風の風分配箱又はダクトに圧力測定点を装着し、それに対応するもとの煙側のダクトに圧力測定点を装着し、圧力測定点間に差圧トランスデューサ６を装着する。差圧トランスデューサ６は差圧信号を専用のＰＬＣ又は集中制御室のＤＣＳ（つまりコントローラ）に送信し、差圧信号の変化を利用して精確に低漏洩なファンの出口におけるダクトのバルブの開度又は低漏れモーターの周波数を調整して制御することで、シールの精確な調整と省エネ運転という効果を達する。
【００２８】
図４において、最も中心の球状体はスピンドルであり、二対の扇形なシール板３はスピンドル方向から外方に伸びる。相隣するケーシング２内側の円環線はローター１を表すことではなく、ローターの外周縁の外側の環状密封部のエッジを表すためである。つまり、扇形なシール板３はスピンドルから環状密封部までずっと伸びて、ケーシング２との間にはただわずかな隙間しか残らない。
【００２９】
実施形態２：
図５に示すように、前記迷宮式な分離密封セクションはシール板７とローター１の外周から構成される。シール板７は、その内壁がローター１の外周と対応する円弧面であり、シール板７はケース２の内壁に固定されている。このような構造はローター１の外周に軸方向密封片８が固定されている場合に適合し、ローター１とケース２とに囲まれたリング型な空間内における扇形なシール板３近傍の箇所にそれぞれ２つの円弧シール板７、共に四つのシール板７を装着し、駆動端と非駆動端にそれぞれ１つの軸方向における分離気密室９を形成する。軸方向における分離気密室９各々の両側の密封セクションは、回転型のガス−ガス熱交換器のローター１の軸方向密封片８は円弧状なシール板７と一緒に多段の密封な小空間を形成して、迷宮式な密封構造を構成し、シール効果を向上させた。駆動端と非駆動端の軸方向における分離気密室９には分離した低漏洩な風が送入され、シュラウド駆動リング型な空間内のもとの煙と清浄な煙を分離させ、シュラウド駆動リング型な空間内の分離密封を形成して、漏れを防止する。
【００３０】
実施形態３：
図６に示すように、前記迷宮式な分離密封セクションはケース２の内壁に固定されたいくつかの軸方向密封片とローター１の外周によって構成されている。このような構造はローター１の外周が滑らかな円周面である場合に適合する。
【００３１】
上記のように、本発明の基本的な原理と主な特徴・特性と本発明の利点について表し記述した。しかし、当業者は、本発明は上記実施例に限定されず、上記実施例と明細書に記載されたものは単に本発明の原理を説明するためであり、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、本発明はいろいろに変化又は改善されることができ、これらの変更と改善はいずれも特許請求する本発明の範囲内に属することを理解すべきである。本発明の特許請求する範囲は添付した請求の範囲及びその同等物によって定義される。
【図１】
0005811478.tif 000002
【図３】
0005811478.tif 000003
【図４】
0005811478.tif 000004
【図５】
0005811478.tif 000005
【図６】
0005811478.tif 000006
【図２】
0005811478.tif 000007