(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状で且つ内部にエレメントが配置されたステータと、該ステータの開口部に接続されるよう回転可能に配設された平面形状が蝶形の空気フードと、前記ステータの開口部に対する空気フードの縁部に取り付けられ且つステータの円周方向へ延びる円弧状シール部とステータの径方向へ放射状に延びる径シール部とからなるシーリングシューと、前記ステータの開口部に接続され且つ空気フードを覆うように配設されたガスダクトとを備えた回転再生式熱交換機のシール装置であって、
ガスダクトの内周面に、シーリングシューの円弧状シール部における外周面が接触・摺動し且つ空気フード内部からガスダクト内部への空気のリークを防ぐための弾性シールプレートを取り付け、
前記シーリングシューとして鋳鉄材料を用い、シーリングシューの円弧状シール部における外周面を真円加工する一方、前記弾性シールプレートとしてステンレス材料を使用し、該弾性シールプレート周縁部をその弾性力を利用して、前記ステータのフランジ部に密着させ且つシーリングシューの円弧状シール部の外周面に密着させるよう構成したことを特徴とする回転再生式熱交換機のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転再生式熱交換機のシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ボイラプラントでは、ボイラ排ガスの熱を回収して空気を予熱し熱エネルギの節減を図るための回転再生式熱交換機が使用されている。
【０００３】
斯かる回転再生式熱交換機としては、従来、図２に示されるようなものが存在し、１は架台２上に支持された、筒状で且つ内部に多数の仕切壁を有するステータ、３はステータ１内に配置された、多数の上下方向の貫通孔を有するエレメント、５はステータ１中心部に形成された主軸室１ａを貫通して上下方向へ延びるよう回転自在に支持された主軸、６はエレメント３の下方に配置されて主軸５に取り付けられた、平面形状が蝶形の空気入口側フード、７はエレメント３の上方に配置されて主軸５に取り付けられ平面形状が蝶形の空気出口側フード、８は空気入口側フード６と、該空気入口側フード６に主軸５を介して連結された空気出口側フード７とを回転駆動する駆動装置、９は空気１０を空気入口側フード６へ送る空気入口ダクト、１１は空気出口側フード７からの予熱された空気１２をボイラへ送る空気出口ダクト、１３はボイラから排出された高温のガス１４をエレメント３へ供給するガス入口ダクト、１５はエレメント３を通過して熱交換した低温のガス１６を排出するガス出口ダクトである。
【０００４】
前記空気出口側フード７は、図３に示される如く、平面形状が蝶形のフードであって、空気出口側フード７の下縁部に形成されたフードフレーム１９の下面には、図３及び図４に示されるように、エキスパンションジョイント２０を介してシーリングフレーム２１が取り付けられ、該シーリングフレーム２１は、円周方向１７へ延びる断面Ｉ形状の円弧状部材２１ａと、径方向１８へ放射状に延びる断面Ｉ形状の縁部材２１ｂとを備え、その下面には、円弧状部材２１ａに一体化される円弧状シール部２２ａと縁部材２１ｂに一体化される径シール部２２ｂとからなるシーリングシュー２２が取り付けられており、該シーリングシュー２２の下面がステータ１上面及びステータフランジ部２３上面に対しごく僅かなギャップを有するか、或いは微妙にかする程度となるようにし、ステータ１上面と空気出口側フード７下面との間のギャップから空気１２がガス入口ダクト１３側へ漏洩しないようにしてある。尚、図示していないが、空気入口側フード６についても、前記空気出口側フード７と略同様の構造としてあり、空気入口側フード６上面とステータ１下面との間のギャップから空気１０がガス出口ダクト１５側へ漏洩しないようにしてある。
【０００５】
又、前記主軸５は、図２に示される如く、サポートディスク５ａを介してスラスト軸受２４に回転自在に支持されると共に、軸受２５，２６に回転自在に支持されている。
【０００６】
前述の如き回転再生式熱交換機において、空気を予熱する場合には、駆動装置８によって空気入口側フード６と、該空気入口側フード６に主軸５を介して連結された空気出口側フード７とが水平方向へ回転させられ、ボイラから排出された高温のガス１４は、ガス入口ダクト１３から空気出口側フード７の外側を通ってエレメント３に導入され、該エレメント３を加熱した後、空気入口側フード６の外側を通ってガス出口ダクト１５へ排出され、低温のガス１６としてガス出口ダクト１５から下流側へ送られる一方、空気１０は空気入口ダクト９から空気入口側フード６内を通ってエレメント３へ導入され、該エレメント３の熱により加熱されて空気出口側フード７内へ送出され、空気出口側フード７、空気出口ダクト１１を通り、予熱された空気１２としてボイラへ送給されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の如き回転再生式熱交換機の場合、熱負荷条件下でエレメント３の上下温度差(図２の例では上側が高温端で下側が低温端となる)により、エレメント３を収納するステータ１は、その軸心部が上方へ凸となる形で湾曲変形する(直径φ１５［ｍ］クラスの回転再生式熱交換機でおよそ５０［ｍｍ］程度)。
【０００８】
このため、前記ステータ１の熱変形に対して、シーリングフレーム２１のフードフレーム１９に対する高さ位置を追従させるように変化させることにより、ステータフランジ部２３とシーリングシュー２２の円弧状シール部２２ａとのギャップを一定値に保持し、ギャップ流路抵抗によって空気入口側フード６や空気出口側フード７の内部からのガス出口ダクト１５やガス入口ダクト１３の内部への空気のリーク量を制限する装置(図示せず)も設けられているが、改善の余地が残されていた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、空気フード内部からのガスダクト内部への空気のリーク量を低減し得、性能の向上を図り得る回転再生式熱交換機のシール装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状で且つ内部にエレメントが配置されたステータと、該ステータの開口部に接続されるよう回転可能に配設された平面形状が蝶形の空気フードと、前記ステータの開口部に対する空気フードの縁部に取り付けられ且つステータの円周方向へ延びる円弧状シール部とステータの径方向へ放射状に延びる径シール部とからなるシーリングシューと、前記ステータの開口部に接続され且つ空気フードを覆うように配設されたガスダクトとを備えた回転再生式熱交換機のシール装置であって、
ガスダクトの内周面に、シーリングシューの円弧状シール部における外周面が接触・摺動し且つ空気フード内部からガスダクト内部への空気のリークを防ぐための弾性シールプレートを取り付け、
前記シーリングシューとして鋳鉄材料を用い、シーリングシューの円弧状シール部における外周面を真円加工する一方、前記弾性シールプレートとしてステンレス材料を使用し、該弾性シールプレート周縁部をその弾性力を利用して、前記ステータのフランジ部に密着させ且つシーリングシューの円弧状シール部の外周面に密着させるよう構成したことを特徴とする回転再生式熱交換機のシール装置にかかるものである。
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
回転再生式熱交換機の運転時に、空気フードが回転する際には、シーリングシューの円弧状シール部における外周面が常に弾性シールプレートに対して接触・摺動する形となる。
【００１３】
この結果、熱負荷条件下でエレメントの上下温度差により、エレメントを収納するステータが熱変形したとしても、空気フードの円弧状部分からの空気のリークは、弾性シールプレートに対するシーリングシューの円弧状シール部の接触により、確実に抑制される形となり、空気を送給するためのファン等の動力削減にもつながることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１５】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、ガス入口ダクト１３の内周面に、シーリングシュー２２の円弧状シール部２２ａにおける外周面が接触・摺動し且つ空気出口側フード７内部からガス入口ダクト１３内部への空気のリークを防ぐための弾性シールプレート２７を取り付けた点にある。
【００１６】
本図示例の場合、前記シーリングシュー２２としては、ＦＣ材(鋳鉄)等の比較的軟らかい材料を用い、シーリングシュー２２の円弧状シール部における外周面を真円加工する一方、弾性シールプレート２７としては、ＳＵＳ材(ステンレス)等の材料を使用し、該弾性シールプレート２７の下端周縁部をその弾性力を利用して、ステータフランジ部２３の上面に密着させ且つシーリングシュー２２の円弧状シール部２２ａの外周面に密着させるようにしてある。
【００１７】
尚、図示していないが、空気入口側フード６及びガス出口ダクト１５の側についても、前記空気出口側フード７及びガス入口ダクト１３の側と上下対称となるように、前述と同様の弾性シールプレート２７を設けてある。
【００１８】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１９】
回転再生式熱交換機の運転時に、空気入口側フード６と空気出口側フード７とが回転する際には、シーリングシュー２２の円弧状シール部２２ａにおける外周面が常に弾性シールプレート２７に対して接触・摺動する形となる。
【００２０】
この結果、熱負荷条件下でエレメント３の上下温度差により、エレメント３を収納するステータ１が熱変形したとしても、空気入口側フード６や空気出口側フード７の円弧状部分からの空気のリークは、弾性シールプレート２７に対するシーリングシュー２２の円弧状シール部２２ａの接触により、確実に抑制される形となり、空気を送給するためのファン等の動力削減にもつながることとなる。
【００２１】
尚、本図示例の場合、円弧状シール部２２ａと径シール部２２ｂとからなるシーリングシュー２２の全周長さは、円弧状シール部２２ａでの直径をφＤ(図３参照)とした場合、およそ
【数１】
２Ｄ＋πＤ／２＝（４＋π）Ｄ／２
で表わされ、前記シーリングシュー２２の全周長さに対する二つの円弧状シール部２２ａの長さの比率は、
【数２】
（πＤ／２）／｛（４＋π）Ｄ／２｝≒０．４４
となるため、ステータシールのギャップリーク量の約４割を低減することが可能となる。
【００２２】
こうして、空気入口側フード６や空気出口側フード７の内部からのガス出口ダクト１５やガス入口ダクト１３の内部への空気のリーク量を低減し得、性能の向上を図り得る。
【００２３】
尚、本発明の回転再生式熱交換機のシール装置は、上述の図示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。
【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機のシール装置によれば、空気フード内部からのガスダクト内部への空気のリーク量を低減し得、性能の向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の断面図であって、図２のＩＶ部相当図である。
【図２】一般的な回転再生式熱交換機の全体概要構成図である。
【図３】回転再生式熱交換機の空気出口側フードからステータの部分の各部品の斜視図である。
【図４】従来の回転再生式熱交換機のシール装置の一例を表わす断面図であって、図２のＩＶ部相当図である。
【符号の説明】
１    ステータ
３    エレメント
６    空気入口側フード(空気フード)
７    空気出口側フード(空気フード)
１３    ガス入口ダクト(ガスダクト)
１５    ガス出口ダクト(ガスダクト)
２２    シーリングシュー
２２ａ  円弧状シール部
２２ｂ  径シール部
２７    弾性シールプレート
【図１】
0004300614.tif 000002
【図２】
0004300614.tif 000003
【図３】
0004300614.tif 000004
【図４】
0004300614.tif 000005