NL8202465A

NL8202465A - SEALING SYSTEM FOR A REGENERATIVE HEAT EXCHANGER WITH A CIRCULAR ROTOR.

Info

Publication number: NL8202465A
Application number: NL8202465A
Authority: NL
Original assignee: Steinmueller Gmbh L & C
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-06-17
Publication date: 1983-11-16
Also published as: ZA824549B; GB2119037A; FR2525719A1; AT373066B; ATA220082A; FI822108A0; JPS58187795A; SE8203534L

Description

'j * » -1- VO 3450-1 * VO 3450

Afdichtingssysteem voor een regeneratieve warmteuitwisselaar met een omlopende rotor.Sealing system for a regenerative heat exchanger with a circulating rotor.

De uitvinding betreft een afdichtingssysteem voor een regeneratieve warmteuitwisselaar met een in een huis omlopende rotor..The invention relates to a sealing system for a regenerative heat exchanger with a rotor circulating in a housing.

De met een warmteaccumulerende massa uitgeruste rotoren van bekende regeneratieve warmteuitwisselaars zoals bijv. het Ljungstrom-5 systeem,worden met lijstvonnige of uit plaatsegmenten bestaande afdichtingen uitgerust. Deze afdichtingssystemen hebben de taak, lek tussen de verschillende gaszones te miniseren. Daartoe worden de afdichtingen zodanig aangebracht, dat een zo klein mogelijke, constante spleet tussen de rotor en het huis van de warmteuitwisselaar in stand wordt gehouden.The rotors of known regenerative heat exchangers, such as the Ljungstrom-5 system, equipped with a heat-accumulating mass, are equipped with frame-like or plate-segmented seals. The task of these sealing systems is to minimize leakage between the different gas zones. To this end, the seals are arranged in such a way that the smallest possible constant gap between the rotor and the housing of the heat exchanger is maintained.

10 Tijdens bedrijf vindt op grond van temperatuursverschillen een vervorming van de rotor plaats, de spleet moet dus hetzij met een bepaalde reserve gemeten worden', d.w.z.. breder dan gewenst, of van een gecompliceerd compensatiesysteem volgens het Duitse Auslegeschrift 19 45 485 en 28 09 948 voorzien worden.10 During operation, due to temperature differences, the rotor deforms, so the gap must be measured either with a certain reserve, ie wider than desired, or with a complicated compensation system according to German Auslegeschrift 19 45 485 and 28 09 948 be provided.

15 Bekend is ook de toepassing van verschillende glijafdichtin- gen. Zo beschrijft het Duitse Offenlegungsschrift 2 952 085 een systeem, waarin verschillende glijafdichtingen uit grafiet of keramiek. Voorgesteld worden. Een lusafdichting, welke als grondbestanddeel koolstof bevat en door een tweede hulpafdichting uit elastisch materiaal, bijv.The use of different sliding seals is also known. For example, German Offenlegungsschrift 2 952 085 describes a system in which various sliding seals made of graphite or ceramic are used. To be presented to. A loop seal, which contains carbon as a basic constituent and through a second auxiliary seal of elastic material, e.g.

20 siliconenrubber aangevuld wordt, beschrijft het Duitse Auslegeschrift 26 12 298.20 silicone rubber is supplemented, German Auslegeschrift 26 12 298 describes.

Deze bekende vlakvormige lusafdichtingen hebben relatief hoge wrijvingsweerstanden en geven bij stofhoudende systemen aanleiding tot aanbakken.These known planar loop seals have relatively high frictional resistances and give rise to firing in dust-containing systems.

25 Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag, een af dichtingssysteem tussen de rotor en het huis van een regeneratieve warmteuitwisselaar te verschaffen, waardoor de spleet tussen rotor en huis en dus lek tot een minimum beperkt is, dure compensatiesystemen niet meer noodzakelijk zijn en de wrijvingsweerstand en het gevaar voor aanbakken 30 verminderd kunnen worden.The invention is based on the problem of providing a sealing system between the rotor and the housing of a regenerative heat exchanger, whereby the gap between the rotor and the housing is minimized, so that expensive compensation systems are no longer necessary and the frictional resistance and the risk of sticking can be reduced.

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost, doordat de spleet tussen de rotor en het huis van de regeneratieve warmteuitwisselaar borstelachtige elementen met evenwijdig lopende, flexibele borstelrijen aangebracht zijn.This problem is solved according to the invention in that the gap between the rotor and the housing of the regenerative heat exchanger brush-like elements are provided with parallel, flexible brush rows.

35 Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt 8202465 5 *Γ -2- voorgesteld, dat de evenwijdig lopende, flexibele borstelrijen door dwars verlopende borstelrijen verbonden zijn.According to another embodiment of the invention, it is proposed that the parallel running flexible brush rows are connected by transverse running brush rows.

In tegenstelling tot de conventionele afdichtsystemenis door de borstelachtige elementen een nagenoeg volledige afdichting 5 tussen rotor en huis van de warmteuitwisselaar bereikt, omdat de evenwijdig lopende, flexibele, dichte borstelrijen in de afdichtzone rechtstreeks over de rotor kunnen slepen.In contrast to the conventional sealing systems, the brush-like elements achieve a virtually complete sealing between the rotor and the housing of the heat exchanger, because the parallel, flexible, dense brush rows in the sealing zone can drag directly over the rotor.

Het lekken via de borstels kan gemakkelijk nog worden verminderd door het aanbrengen van een aantal evenwijdig lopende borstel— 10 rijen. Het bereikbare afdichtingseffekt wordt daarbij niet uitsluitend door de stromingsweerstand van de afzonderlijke borstelrijen bereikt. Bovendien wordt het lekken door de trapsgewijze expansie èn het' smoren van de gasstroom tussen de afzónderlijke borstelrijen verminderd, zoals dit bij het gebruik van de conventionele labyrinthafdichtingen bekend is.The leakage through the brushes can easily be reduced by arranging a number of parallel brushes - 10 rows. The achievable sealing effect is not achieved solely by the flow resistance of the individual brush rows. In addition, leakage is reduced by the stepwise expansion and throttling of the gas flow between the individual brush rows, as is known when using the conventional labyrinth seals.

15 Een ander voordeel van het afdichtingssysteem volgens de uit vinding is, dat door het slepen van de borstels het' rotoroppervlak in de afdichtzone voortdurend gereinigd wordt, een voordeel, dat ih het_ bijzonder bij het gebruik in stofhoudende dan wel corrosieve gassen zeer' wezenlijk is.Another advantage of the sealing system according to the invention is that the rotor surface in the sealing zone is continuously cleaned by dragging the brushes, an advantage which is particularly essential when used in dusty or corrosive gases. .

20 Dit effekt kan door het elastisch aanbrengen van de Borstel— achtige afdichtelementen in het warmteuitwisselhuis versterkt worden.This effect can be enhanced by the elastic arrangement of the brush-like sealing elements in the heat exchange housing.

Daarbij is het ook eenvoudig mogelijk, de aandrukkracht van de borstelrijen op de dichtvlakken van de rotor doelbewust in te stellen, resp. te veranderen.It is also simply possible to purposefully adjust the contact force of the brush rows on the sealing surfaces of the rotor, respectively. to change.

25 Vanwege de lage wrijvingsweerstand bestaat daarbij niet het gevaar, dat de rotor blokkeert.Due to the low frictional resistance, there is no danger of the rotor blocking.

Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden zoals temperatuur en corrosiviteit worden voor de borstels vezels uit verschillende materialen zoals bijv. glas, staal, kool of kunststof, gebruikt.Depending on the environmental conditions such as temperature and corrosivity, fibers of different materials such as glass, steel, carbon or plastic are used for the brushes.

30 Aan de hand van de bijgeyoegde tekeningen zal.een voorbeeld van een de voorkeur verdienendeuitvoeringsvorm van het onderwerp van de uitvinding hierna nader toegelicht worden. In de tekèning toont; figuur 1 een aanzicht van een doorsnedë van een LjungstrSm-warmteuitwisselaar met een conventioneel afdichtsysteem, 35 figuur 2 een schuin aanzicht van de in figuur· 1 weergegeven warmteuitwisselaar, figuur 3 een schuin aanzicht van een borstelachtig element 82 0 2 4 6 5 « β -3— volgens de uitvinding, figuur 4 een gedeelte van een schuin aanzicht van het borstelachtige element in de ingebouwde toestand. tussen rotor en huis van de warmteuitwisselaar, 5 figuur 5 een schuin aanzicht van het in figuur 3 weergegeven element in verbinding met de radiale wand van· de rotor van de warmte— uitwisselaar.An example of a preferred embodiment of the subject matter of the invention will be explained in more detail below with reference to the annexed drawings. In the drawing shows; figure 1 is a cross-sectional view of a LjungstrSm heat exchanger with a conventional sealing system, figure 2 is an oblique view of the heat exchanger shown in figure · 1, figure 3 is an oblique view of a brush-like element 82 0 2 4 6 5 «β - 3- according to the invention, Figure 4 is a part of an oblique view of the brush-like element in the installed condition. between rotor and housing of the heat exchanger, figure 5 shows an oblique view of the element shown in figure 3 in connection with the radial wall of the rotor of the heat exchanger.

De figuren 1 en 2 tonen schematisch in verschillende uitvoeringsvormen een Ljungström-warmteuitwis selaar met een conventioneel 10 afdichtingssysteem, bestaande uit ringafdichting 1 en radiale afdichting 2 van de rotor 3. De radiale afdichting 2 bestaat uit de afdichtings-plaat 4 en de radiale wand 5. De ringafdichting 1 van de rotor 3 geschiedt door het verminderen van de spleet tussen de ringwand 6 van de rotor 3 en de ringrand 7 van het huis 8. De ringafdichtingen 1 zijn 15 voor bepaalde uitvoeringsvormen met afdichtelementen 9 uit plaat uit— gerust _Figures 1 and 2 schematically show in different embodiments a Ljungström heat exchanger with a conventional sealing system, consisting of ring seal 1 and radial seal 2 of the rotor 3. The radial seal 2 consists of the sealing plate 4 and the radial wall 5 The ring seal 1 of the rotor 3 is effected by reducing the gap between the ring wall 6 of the rotor 3 and the ring edge 7 of the housing 8. The ring seals 1 are equipped with plate sealing elements 9 for certain embodiments.

Figuur 3 toont een borstelvormig afdichtingselement 10, bestaande uit de lijst 11 en de borstels 12 en 12'.Figure 3 shows a brush-shaped sealing element 10, consisting of the strip 11 and the brushes 12 and 12 '.

Figuur 4 toont een ringafdichting 1 in een volgens de uit-20 vinding bedoelde uitvoeringsvorm met borstelachtige dichtingen, bestaande uLt lijsten 11 en borstels 12, 12', welke over de ringwand 6 strijken en de doorstroming van het gas 14 verminderen. De lijst 11 is met de ringrand 7 van het warmteuitwisselhuis 7 met een verbindingselement 13 verbonden. Dit verbindingselement 13 kan elastisch en/of verstelbaar 25 zijn uitgevoerd, zodat de afdichtelementen 10 met de borstelrijen 12, 12* met een bepaalde vaste of instelbare druk over het dichtvlak. 6 van de rotor 3 slepen.Figure 4 shows a ring seal 1 in an embodiment according to the invention with brush-like seals, consisting of frames 11 and brushes 12, 12 ', which brush over the ring wall 6 and reduce the flow of the gas 14. The strip 11 is connected to the ring edge 7 of the heat exchange housing 7 with a connecting element 13. This connecting element 13 can be made elastic and / or adjustable, so that the sealing elements 10 with the brush rows 12, 12 * have a certain fixed or adjustable pressure over the sealing surface. 6 from the rotor 3.

Figuur 5 toont de radiale afdichting 2 in een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, waarbij de afdichtingsplaat 4 in horstelvorm 30 met borstels 12, 12' uitgerust is.Figure 5 shows the radial seal 2 in an embodiment according to the invention, in which the sealing plate 4 in the shape of a horn 30 is equipped with brushes 12, 12 '.

Een vaste of instelbare aanpersdruk van de borstelrijen 12, 12' tegen de radiale wand 5 kan evenals bij de ringafdichting plaatsvinden.A fixed or adjustable contact pressure of the brush rows 12, 12 'against the radial wall 5 can take place, just as with the ring seal.

82024658202465

Claims

Sealing system for a regenerative heat exchanger with a housing circulating rotor, characterized in that in the gap between the rotor (3) and the housing (8) of the regenerative heat exchanger brush-like elements (10) with parallel running flexible brush rows (12).

Sealing system according to claim 1, characterized in. that the parallel running flexible brush rows (12) are connected by transversely extending brush rows (12 '). 8202465