(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支承されたロータ（３）を有し、該ロータ（３）が外部空気（５）もしくは供給空気（６）のための第１の貫流セクタ（４）と排出空気（８）もしくは換気空気（９）が回転に際して通過する排出空気（８）もしくは換気空気（９）のための第２の貫流セクタ（７）と、前記ロータ（３）をその周面にて取囲むケーシング（２）とを有し、前記ロータ（３）をその周面にて取囲む前記ケーシング（２）がケーシング空気もしくはシール空気で充填されており、該ケーシング空気もしくはシール空気の圧力が前記ロータ（３）を貫流する空気流（５，６；８，９）の圧力よりも高い形式の回転式熱交換機において、回転式熱交換機が前記ロータ（３）の端面（１７，１８）にて前記両貫流セクタ（４，７）の間を直径方向に延びて配置された空気流分離装置（１９，２０）を有し、該空気流分離装置（１９，２０）が前記ケーシング（２）と結合されかつ前記空気流分離装置（１９，２０）で、前記ケーシング（２）内に存在するケーシング空気もしくはシール空気にシール空気流（２１）が供給可能であり、シール空気流（２１）が空気流分離装置（１９，２０）から流出しかつロータ（３）の一方の端面（１７）にて外部空気（５）と換気空気（９）との混合を阻止しかつロータ（３）の他方の端面（１８）にて供給空気（６）と排出空気（８）との混合を阻止することを特徴とする、回転式熱交換機。
【請求項２】
前記ロータ（３）の周面と前記ケーシング（２）との間に周方向シール（１５，１６）が配置されている、請求項１記載の回転式熱交換機。
【請求項３】
前記周方向シール（１５，１６）が前記ケーシング（２）に固定されている、請求項２記載の回転式熱交換機。
【請求項４】
前記ケーシング空気もしくはシール空気の圧力が一定の圧力レベルに保持可能である、請求項１記載の回転式熱交換機。
【請求項５】
前記ケーシング空気もしくはシール空気の圧力が一定の差圧力で、前記ロータ（３）を貫流する空気流（５，６；８，９）の圧力の上に保持可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項６】
前記ケーシング（２）内に過圧を生ぜしめる外部又は内部の圧力源を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項７】
前記圧力源の運転を、前記ケーシング（２）における圧力及び／又は前記ロータ（３）を貫流する空気流（５，６；８，９）の圧力を測定する圧力フィーラの信号に相応して制御もしくは調整可能である制御及び調整装置を有している、請求項６記載の回転式熱交換機。
【請求項８】
前記ケーシング（２）が問題のないケーシング空気もしくはシール空気で負荷可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項９】
前記ロータの（３）の一方の端面（１７）にて、前記排出空気（８）もしくは換気空気（９）のため貫流セクタ（７）の、前記ロータ（３）の回転方向（１）で見て、外部空気（５）もしくは供給空気（６）のための貫流セクタ（４）の直前に配置された領域に、掃気楔装置（２２）が設けられ、該掃気楔装置（２２）が前記ケーシング（２）と結合され、該掃気楔装置（２２）で前記ケーシング（２）内に存在するケーシング空気もしくはシール空気に掃気空気流（２３）が供給可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項１０】
前記ケーシング空気もしくはシール空気が例えば凍結防止を目的として調温可能である調温装置を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項１１】
前記ケーシング空気もしくはシール空気が回転式熱交換機（１）の供給空気及び／又は外部空気装置から取出し可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項１２】
前記ケーシング（２）にノズル装置が設けられ、該ノズル装置を通って前記ケーシングもしくはシール空気が前記ロータ（３）の軸受（１０）に向けられることができる、請求項１から１１までのいずれか１項記載の回転式熱交換機。
【請求項１３】
回転式熱交換機（１）をシールする方法であって、回転式熱交換機（１）のロータを（３）を該ロータ（３）の周面にて取囲むケーシング（２）にケーシング空気もしくはシール空気を供給し、前記ケーシング（２）における前記ケーシング空気もしくは、シール空気の圧力を、回転式熱交換機（１）のロータ（３）を通って流れる空気流（５，６；８，９）の圧力レベルの上側に保つ回転式熱交換機（１）をシールするための方法において、前記ロータの（３）の端面（１７，１８）に配置された空気流分離装置（１９，２０）から前記ケーシング（２）にケーシング空気もしくはシール空気を供給し、空気流分離装置（１９，２０）からシール空気流（２１）が流出し、ロータ（３）の端面（１７）にて外部空気（５）と換気空気（９）との混合を阻止しかつロータ（３）の端面（１８）にて供給空気（６）と排出空気（８）との混合を阻止することを特徴とする、回転式熱交換機（１）をシールするための方法。
【請求項１４】
前記ケーシング（２）におけるケーシング空気もしくはシール空気の圧力レベルを一定に保つ、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ケーシング（２）におけるケーシング空気もしくはシール空気の圧力レベルを、一定の差圧力だけ、前記ロータ（３）を貫流する空気流（５，６、；８，９）の圧力レベルの上側に保つ、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記ケーシング（２）内のケーシング空気もしくはシール空気の圧力レベルを、前記ケーシング（２）における圧力レベル及び／又は前記ロータ（３）を貫流する空気流（５，６；８，９）の圧力レベルに関連して制御もしくは調整する、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記ケーシング（２）を問題のないケーシング空気もしくはシール空気で負荷する、請求項１３から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記ロータ（３）の掃気楔装置（２２）に前記ケーシング（２）からケーシング空気もしくはシール空気が掃気空気として供給される、請求項１３から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
前記ケーシング空気もしくはシール空気が調温される、請求項１３から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記ケーシング空気もしくはシール空気が回転式熱交換機（１）の供給空気及び／又は外部空気装置から取出される、請求項１３から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記ロータ（３）の軸受（１０）が前記ケーシング空気もしくはシール空気により負荷される、請求項１３から２０までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能に支承されたロータを有し、該ロータが外部空気もしくは供給空気のための第１の貫流セクタと排出空気もしくは換気空気が回転に際して通過する排出空気もしくは換気空気のための第２の貫流セクタと、前記ロータをその周面にて取囲むケーシングとを有する回転式熱交換機並びにこのような回転式熱交換機をシールするための方法に関する。
【０００２】
このような公知の回転式熱交換機においては、ロータと該ロータを取囲むケーシングとの間に、ロータの前方端面とロータの後方端面とにおいて周方向シールが設けられている。この周方向シールはロータ内を貫流する空気流がケーシング内へ侵出することを阻止する目的を有している。ロータは該ロータを取囲むケーシングに対し相対回転するのでこのような回転式熱交換機の運転にあたっては、常に著しい不緊密性がロータとケーシングとの間に発生する。この結果、空気はロータを貫流する空気流からロータの外に侵出し、回転式熱交換機から室内に供給される供給空気が不都合に汚染することになる。
【０００３】
本発明の課題は、回転式熱交換機もしくはこのような回転式熱交換機をシールする方法を改良して前記漏洩が不具合な形式で発生しなくなるようにすることである。
【０００４】
前記課題は本発明によれば、前記ロータをその周面にて取囲むケーシングを有する回転式熱交換機において、前記ロータをその周面にて取囲む前記ケーシングがケーシング空気もしくはシール空気で充填されており、該ケーシング空気もしくはシール空気の圧力が前記ロータを貫流する空気流の圧力よりも高いことによって解決された。ケーシングを過圧下にあるケーシング空気もしくはシール空気で負荷することでケーシング内の圧力レベルは常に、回転式熱交換機のロータ内を貫流する空気流の圧レベルの上側に維持される。これによりケーシングによって外部空気もしくは供給空気が排出空気もしくは換気空気と混合されることが阻止される。
【０００５】
もちろん、本発明の回転式熱交換機の場合にはケーシング空気もしくはシール空気流を減少させることができる周方向シールが設けられることもできる。このような周方向シールは有利には回転式熱交換機のケーシングに固定することができる。
【０００６】
ケーシング空気もしくはシール空気の圧力は一定の圧力レベルに保たれることができる。この場合にはこの一定の圧力レベルが回転式熱交換機のロータを貫流する空気流の圧力レベルの上側にあることを考慮する必要がある。
【０００７】
択一的にケーシング空気もしくはシール空気の圧力を、一定の差圧力だけ、ロータを貫流する空気流の圧力の上に保つこともできる。
【０００８】
ケーシング内部の過圧は有利には外部又は内部の圧力源を用いて発生させることができる。
【０００９】
有利な実施例によれば本発明による回転式熱交換機は、制御及び調整装置を有し、該制御及び調整装置によって圧力源の運転がケーシング内の圧力及び／又はロータを貫流する空気流の圧力を測定する圧力フィーラの信号に相応して制御もしくは調整可能である。相応してケーシング空気もしくはケーシングにおけるシール空気の圧力レベルは、目標圧として設定されているケーシングにおける圧力レベル及び／又はロータを貫流する空気流の圧力レベルに関連して制御もしくは調整される。
【００１０】
特に排出空気もしくは換気空気内に例えば爆発危険を惹起する混入物と組成物が存在している使用場所及び使用形態では、ケーシングを問題のないケーシング空気もしくはシール空気で負荷すると有利である。何故ならばこの場合には排出空気もしくは換気空気の問題のある内容が薄められ、したがって例えば駆動モータのための爆発領域における爆発保護を省略することができるからである。
【００１１】
本発明の回転式熱交換機の有利な実施態様によればロータの端面にて両方の貫流セクタの間に、直径方向に延びて空気流分離装置が配置されている。この空気流分離装置にはケーシング内にあるケーシング空気もしくはシール空気でシール空気が供給可能である。空気流分離装置のためにさもないと必要であるベンチレータは本発明による回転式熱交換機の場合には省略できる。ロータの一方の端面にて、ロータの回転方向で見て、外部空気もしくは供給空気のための貫流セクタの直前の領域にて排出空気もしくは換気空気のための貫流セクタに配置されて掃流楔装置が設けられていて、この掃流楔装置がケーシングと結合され、この掃流楔装置でケーシング内に存在するケーシング空気もしくはシール空気に掃流空気流が供給可能であると、掃流楔装置に供給するための個別のベンチレータも省略されることができる。
【００１２】
本発明による回転式熱交換機が有利な構成にしたがって調温装置を備えており、この調温装置でケーシング空気もしくはシール空気が、例えば凍結防止を目的として調温可能であると、周方向シールのいかなる凍結も阻止できる。ケーシング空気もしくはシール空気は簡単な形式で回転式熱交換機の供給空気及び／又は外部空気装置から取出すことができる。
【００１３】
有利には本発明による回転式熱交換機にはノズル装置が設けられ、このノズル装置を通ってケーシング空気もしくはシール空気がロータの軸受に向けられるようになっている。これにより比較的に低い費用でロータの軸受を乾いた状態に保つことができる。
【００１４】
以下、本発明を１実施例に基づき図と関連して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明によって構成された回転式熱交換機の斜視図。
【００１６】
図２は本発明による回転式熱交換機のロータを貫流する空気流と本発明によって構成された回転式熱交換機におけるシール及び掃気空気流とを示した原理図。
【００１７】
図１に斜視図で示された本発明による回転式熱交換機１は図示の実施例では外郭に関してほぼ正方形のケーシング２を有している。
【００１８】
ケーシング２は回転式熱交換機１のロータ３をロータ３の外周にて取囲んでいる。
【００１９】
ロータ３は図２から判るように外部空気５もしくは供給空気６が貫流する第１の貫流セクタ４を有している。外部空気５と供給空気６とのための空気流は図２において矢印で示されている。
【００２０】
さらにロータ３は外部空気５と供給空気６とは反対の方向で排出空気８及び換気空気９が貫流する第２の貫流セクタ７を有している。排出空気８と換気空気９とによって形成された空気流は図２にて同様に矢印によって示されている。
【００２１】
回転式熱交換機のロータ３は軸受もしくはボス１０を中心として回転可能に配置されている。ロータ３の回転方向は図１と図２に矢印１１で示されている。
【００２２】
ケーシング２は図１と２とに示されていない圧力源に接続されている。この圧力源でケーシング２はケーシングもしくはシール空気で負荷され、しかもロータ３を貫流する空気流５，６；８，９における圧力レベルよりも高い圧力で負荷される。これにより排出空気８もしくは換気空気９がロータ３から半径方向で外向きに侵出することは阻止される。相応して外部空気５と供給空気６とがロータ３から半径方向で外向きに侵出することも阻止される。矢印１２で示された、ロータ３に対し半径方向内方へ向けられたシール空気流は外部空気５もしくは供給空気６によって形成された空気流と、排出空気８と換気空気９とから形成された空気流とに侵入する。過圧下にあるケーシングによって回転式熱交換機１のためにいわばコントロールされた室空気シールが得られる。
【００２３】
ロータ３の周面とロータ３を取囲むケーシング２の前面側１３並びに相応して設けられた背面側１４との間にはそれぞれ周方向シール１５，１６が設けられている。この周方向シール１５，１６は、回転式熱交換機１の運転中に必然的に発生する、ケーシング２とロータ３との間の不緊密性をできるだけわずかに保つことを目的としている。この周方向シール１５，１６は有利にはケーシング２の前面側１３もしくは背面側１４に固定されているので、ロータの外周はこの周方向シール１５，１６に対し相対移動する。
【００２４】
本発明の実施例では、ケーシング空気もしくはケーシング２内のシール空気の圧力を一定の圧力レベルに保ち、この圧力レベルをどんな場合でも、ロータ３を貫流する空気流５，６；８，９の上側に位置するように設定するか又は択一的にケーシング空気もしくはケーシング２内のシール空気の圧力を、この圧力が常に、所定の差圧だけ、ロータ３を貫流する空気流５，６；８，９における圧力レベルの上側に位置するように制御もしくは調整することが可能である。
【００２５】
圧力源としては外部又は内部の圧力源を設けることができる。
【００２６】
図に示されていない、ケーシング２内に配置された圧力フィーラと外部空気５もしくは供給空気６並びに排出空気８もしくは換気空気９における圧力を検出する圧力フィーラとが所属する制御及び調整装置によって、前記圧力フィーラの信号に相応してケーシング２内の圧力は制御もしくは調整される。この場合には目標値としてはケーシング２内の目標圧又はケーシング２内の圧力と空気流５，６；８，９内の圧力を用いることができる。
【００２７】
回転式熱交換機１のロータ３を少なくともその組成に関して問題のある空気流が貫流する限り、ケーシング２を問題のないケーシング空気もしくはシール空気で負荷することが合目的的である。この問題のないケーシング空気もしくはシール空気で、前述の問題のある空気流は、問題のある空気流の組成により惹起される危険、例えば爆発の危険が減少されるように薄められる。
【００２８】
ロータ３の両端面にはそれぞれ１つの、水平及び直径方向でロータ３に亘って延びる空気流分離装置１９，２０が設けられている。この両方の空気流分離装置１９，２０はいわば中央ビームとして構成され、該中央ビームの内室はケーシング２の内室と接続されている。したがって両方の空気流分離装置１９，２０は過圧下にあるケーシング空気もしくはシール空気で負荷される。両方の空気流分離装置１９，２０からは矢印２１で示されたシール空気流が流出し、これによりロータ３の端面１７にて外部空気５と換気空気との混合が阻止されかつロータ３の端面１８にて供給空気と排出空気８との間の混合が阻止される。
【００２９】
さらにロータ３の端面１７においては、空気流分離装置１９の下側に掃気楔装置２２が配置されている。この掃気楔装置２２は矢印２３で示された掃気空気流を回転するロータ３によって方向づける。したがってロータ３の、排出空気８と換気空気９に対応させられている第２の貫流セクタ７から連行回転空気が、外部空気５と供給空気６とに対応させられている第１の貫流セクタ４へ達することが阻止される。掃気楔装置２２は図１と図２とに示された回転式熱交換機１の場合には−両方の空気流分離装置１９，２０のように−ケーシング２に接続されており、したがって掃気空気流２３もケーシング空気もしくはシール空気によってケーシング２から供給される。
【００３０】
さらに図１と２に示された回転式熱交換機１は図に示されていない加熱装置を備えている。この加熱装置でケーシング空気もしくはシール空気は加熱されることができる。しかし、特定の要求がある場合には一般的に調温装置を設けることも合目的的である。この調温装置でケーシング空気もしくはケーシング２内のシール空気は任意に調温されることができる。先きに述べた加熱装置は所定の温度差で回転式熱交換機１の凍結を阻止したい場合に合目的的である。
【００３１】
ケーシング空気もしくはシール空気は回転式熱交換機１の供給空気装置から又は外部空気装置から取出されることができる。
【００３２】
ケーシング２は図１と図２とには図示されていないノズル装置を備えていることができる。このノズル装置によって回転式熱交換機１のロータ３の軸受もしくはボス１０は乾燥した状態に保たれることができる。これは特にロータ３を貫流する空気流５，６；８，９の湿度が高い回転式熱交換機１の場合には、特別な意義を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によって構成された回転式熱交換機の斜視図。
【図２】本発明による回転式熱交換機のロータを貫流する空気流と本発明によって構成された回転式熱交換機におけるシール空気流及び掃気空気流とを示した原理図。
【符号の説明】
【００３４】
１  回転式熱交換機
２  ケーシング
３  ロータ
４  第１の貫流セクタ
５  外部空気
６  供給空気
７  第２の貫流セクタ
８  排出空気
９  換気空気
１０  ボス
１１  矢印
１２  シール空気流
１３  前面側
１４  背面側
１５  周方向シール
１６  周方向シール
１７  端面
１８  端面
１９  空気流分離装置
２０  空気流分離装置
２１  矢印
２２  掃気楔装置
２３  掃気空気流
【図１】
0004469848.tif 000002
【図２】
0004469848.tif 000003