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JP3239141B2 - 回転再生式空気予熱器用半径方向シール装置 - Google Patents
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JP3239141B2 - 回転再生式空気予熱器用半径方向シール装置 - Google Patents

回転再生式空気予熱器用半径方向シール装置

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JP3239141B2
JP3239141B2 JP53550497A JP53550497A JP3239141B2 JP 3239141 B2 JP3239141 B2 JP 3239141B2 JP 53550497 A JP53550497 A JP 53550497A JP 53550497 A JP53550497 A JP 53550497A JP 3239141 B2 JP3239141 B2 JP 3239141B2
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    • F28D19/04Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、回転再生式空気予熱器のロータとセクタの
密封表面との間の漏洩隙間を減少せしめる回転再生式空
気予熱器用半径方向シール装置に関する。
回転再生式空気予熱器は、ボイラを去る煙道ガスから
の顕熱を、ロータ内に入来してロータ内の回転再生式熱
伝達表面を通る燃焼用空気に伝達せしめるものであり、
熱伝達表面は連続してガス流れ及び空気流れを通して回
転する。熱伝達表面が詰込まれたロータは、多くの垂直
流れ式空気予熱器では、空気予熱器の下部端で下部軸受
により支持されていると共に、頂部端に設けられている
軸受装置により案内されている。幾つかの垂直流れ式空
気予熱器は、逆に、頂部支持軸受及び下部案内軸受を用
いる。水平流れ式空気予熱器は、両端の各々に設けられ
る支持軸受を用いる。ロータは、仕切りと称されている
多数の半径方向に延びる板により多数のコンパートメン
トに分割されている。これらのコンパートメントはモジ
ュールバスケットを保持するように、これらのモジュー
ルバスケットには熱伝達表面が収容されている。
空気予熱器は、セクタ板によりひとつの煙道ガス側又
はセクタ部とひとつ又はそれ以上の燃焼用空気側又はセ
クタ部とに分割されている。通常、仕切りの頂部端及び
底部端に取付けられているロータのフレキシブルな半径
方向シールは、これらのセクタ板に非常に接近して、ガ
ス用セクタ部と空気用セクタ部との間の漏洩を最少にす
る。同様に、軸方向シール板を、ハウジングと空気用セ
クタ部及びガス用セクタ部間のロータ外周部との間にお
いてハウジングに設けることができる。これらの軸方向
シール板は、仕切りの外方端に取付けられているフレキ
シブルな軸方向シールと協同する。これらの軸方向シー
ル及びシール板は、半径方向シール及びセクタ板と一緒
になって、空気流れ及びガス流れを互いから有効に分離
せしめる。
典型的な回転再生式熱交換器において、高温(ホッ
ト)の煙道ガス及び低温(コールド)の燃焼用空気は、
ロータシェルにその対向する両端から入り、それから、
ロータ内に収容されている熱交換材料を横切って対向す
る両方向へ進む。したがって、低温空気の入口及び冷た
くなったガスの出口は熱交換器の一端にあって、低温端
(コールドエンド)と称され、また、高温ガスの入口及
び加熱された空気の出口は熱交換器の対向する他端にあ
って、高温端(ホットエンド)と称されている。その結
果、軸方向の温度勾配がロータの高温端からロータの低
温端にまで存在する。そして、この温度勾配に応答し
て、ロータは歪曲して、ボウルを逆にした形状に似た形
状になってしまう(これは、一般にロータのターンダウ
ンと称されている)。その結果、仕切りの高温端に取付
けられている半径方向シールがハウジングのセクタ板か
ら離れるように引張られ、ロータの外側半径方向区域に
大きな分離が生じる。これは隙間を開き、流れを許して
ガスと空気との好ましくない混合を生じせしめる。
種々の試みが、仕切りに取付けられている半径方向シ
ールとセクタ板との接触又はそれらの密接な接近を再確
立せしめるためになされている。そのひとつとして、仕
切りとセクタ板との間の隙間を横切って延びるフレキシ
ブルな密封ストリップを用いることがよく知られてい
る。更に説明すると、ロータが非作動状態から作動状態
に移行すると、ロータに沿う温度勾配が増大し、仕切り
の高温端とセクタ板との間の隙間が増大する。しかしな
がら、フレキシブルな密封ストリップが、セクタ板との
接触を常に維持するように設計されている。このような
シール設計は、“ソフトタッチシール”と称されてい
る。
しかしながら、このようなソフトタッチシールは多く
の問題を有している。すなわち、密封ストリップとセク
タ板との間の連続する接触が密封ストリップとセクタ板
の密封表面との両方に摩耗を生じさせることが判ってい
る。このため、時々、特殊なライナがセクタ板の密封表
面の摩耗を減少せしめるために用いられている。しかし
ながら、このようなライナの使用は高い部品コスト及び
作業コストを生じせしめるものである。また、このよう
なソフトタッチシールの、ガス用セクタ部と空気用セク
タ部との圧力差によるたわみは一般に考慮されておら
ず、隙間又は隙間の増大を生じせしめる。更に、ソフト
タッチシールは縁割れによる早すぎる破損にさらされ
る。最後に、多くのソフトタッチシールの設計は、次の
2つの問題を有する。すなわち、第1の問題は、図3に
示すように、ロータ14がターンダウンした場合には、ロ
ータ14の外側端52とセクタ板20との間の隙間56がロータ
14の内側端とセクタ板20との間の隙間よりも大きくなっ
て、いわゆるテーパ隙間となるが、従来のソフトタッチ
シールはこの増大した隙間56を閉じることができないこ
とである。第2の問題は、各密封ストリップが複数の互
いに突き当たる密封ストリップセグメントから成る場合
には、これら密封ストリップセグメントの突き当たり結
合部に隙間が生じ、漏洩が生じることである。
発明の概要 本発明はこのような従来の問題を解決するためになさ
れたもので、主たる目的は、回転再生式空気予熱器にお
いて、外方端におけるセクタ板と密封ストリップとの間
の隙間がロータのターンダウン時に増大しても、この増
大した隙間を少し残して密封ストリップによりふさぐよ
うにし、これにより、漏洩を減少せしめると共に連続接
触によるセクタ板の密封表面及び密封ストリップの摩耗
を減少せしめることにある。
また、本発明の他の目的は、回転再生式空気予熱器に
おいて、ガスと空気との圧力差により密封ストリップが
たわむのをなくして隙間が生じるのを防止すること、密
封ストリップの縁割れによる早すぎる破損を防止するこ
と、及び密封ストリップが複数のセグメントから成る場
合に2つの隣接するセグメント間の隙間を除去すること
にある。
本発明は、上記主たる目的を達成するために、回転再
生式空気予熱器に使用するための半径方向シール装置で
あって、前記空気予熱器がロータハウジングと、このロ
ータハウジング内に設けられたロータであって、ロータ
内に複数のコンパートメントを形成する複数の周方向に
間隔を置いていると共に半径方向に延びている仕切りを
有し、これらの仕切りが低温端、高温端、内方端部分及
び外方端部分を有しているロータと、前記空気予熱器の
軸方向の両端に設けられ、前記空気予熱器をひとつの煙
道ガス用セクタ部と少なくともひとつの空気用セクタ部
とに分割する複数のセクタ板とを包含し、かつ前記空気
予熱器が始動により低温状態から高温状態に進むものに
おいて、前記仕切りの各々の高温端に取付けられて、内
方端から外方端にまで半径方向に延びている剛性の第1
の支持リーフと、前記仕切りの各々の高温端に取付けら
れて、内方端から外方端にまで半径方向に延びているフ
レキシブルな第1の密封ストリップとを包含し、前記第
1の支持リーフがベース部分と、前記ロータの回転方向
とは反対の方向へ前記ベース部分から末端縁にまで延び
ている延長部分とを有すると共に、この第1の支持リー
フの末端縁がその内方端から外方端にまで実質的に均一
な高さを定め、かつ前記第1の密封ストリップが流れを
通さない弾性材料で作られて、前記第1の支持リーフの
ベース部分に隣接して固定して取付けられたベース部分
と、前記ロータの回転方向とは反対の方向へ前記ベース
部分から末端縁にまで延びている延長部分とを有すると
共に、この第1の密封ストリップの末端縁がその外方端
から内方端にまで減少する高さを定めていることを特徴
とする。
このように、本発明によれば、半径方向にテーパした
密封ストリップの構成を採用したことにより、すなわ
ち、密封ストリップの末端縁がその外方端から内方端に
まで減少する高さを定めているので、換言すれば、その
内方端から外方端にまで増大する高さを定めているの
で、外方端におけるセクタ板と密封ストリップとの間の
隙間がロータのターンダウン時に増大しても、この増大
した隙間を少し残して密封ストリップによりふさぐこと
ができ、したがって漏洩を減少せしめることができる。
また、このようにロータのターンダウン時にはセクタ板
と密封ストリップとを離すことにより、連続接触による
セクタ板の密封表面及び密封ストリップの摩耗を減少せ
しめることができる。
また、本発明は、上記他の目的を達成するために、支
持リーフは密封ストリップを偏倚せしめ、これにより密
封ストリップにプレストレスを与えてガスと空気との圧
力差によるたわみに抵抗させるようにすることにより、
従来の空気予熱器において一般に発生している隙間の源
を排除せしめることができる。更に、密封ストリップの
末端縁を保護するキャップ手段を設けることにより、フ
レキシブルな密封ストリップの縁割れによる早すぎる破
損を防止することができる。更に、密封ストリップは複
数の密封ストリップセグメントから成り、これら密封ス
トリップセグメントの各々が第1の端部分と第2の端部
分とを包含し、各密封ストリップセグメントの第2の端
部分が隣接する他の各密封ストリップの第1の端部分と
オーバラップするようにすることにより、2つの隣接す
る密封ストリップセグメント間の隙間を除去して漏洩を
防止することができる。
図面の簡単な説明 図1は、従来の回転再生式空気予熱器の概略斜視図で
ある。
図2は、図1の空気予熱器のロータ及びハウジングを
簡略にして示す図である。
図3は、ロータのターンダウンを生じている回転再生
式空気予熱器を示す概略図である。
図4は、本発明の半径方向シール装置の第1実施例を
示す拡大端面図である。
図5は、本発明の半径方向シール装置の第2実施例を
示す拡大端面図である。
図6Aは、低温状態における図5の半径方向シール装置
の密封ストリップとセクタ板の一部分とを示す拡大側面
図である。
図6Bは、図6Aの1−1線に沿って、図5の半径方向シ
ール装置の密封ストリップ及びセクタ板の一部分に加
え、図5の半径方向シール装置の前支持リーフ及び後支
持リーフとを示す断面図である。
図6Cは、同じく図6Aの2−2線に沿って、図5の半径
方向シール装置の密封ストリップ及びセクタ板の一部分
に加え、図5の半径方向シール装置の前支持リーフ及び
後支持リーフとを示す断面図である。
図7Aは、高温状態における図5の半径方向シール装置
の密封ストリップとセクタ板の一部分とを示す拡大側面
図である。
図7Bは、図7Aの3−3線に沿って、図5の半径方向シ
ール装置の密封ストリップ及びセクタ板の一部分に加
え、図5の半径方向シール装置の前支持リーフ及び後支
持リーフとを示す断面図である。
図8は、本発明の半径方向シール装置の第3実施例を
示す、図4及び図5と同様な拡大端面図である。
図9は、本発明の半径方向シール装置の第4実施例を
示す、図4及び図5と同様な拡大端面図である。
図10は、本発明の半径方向シール装置の第5実施例を
示す、図6Aと同様な拡大側面図である。
図11は、本発明の半径方向シール装置の第6実施例を
示す、図6Aと同様な拡大側面図である。
好適な実施例の説明 図面の図1は、典型的な2区画型空気予熱器10の一部
切断斜視図であって、ハウジング12を示し、このハウジ
ングの中にはロータ14が矢印18により示される方向に回
転するよう駆動シャフト又はポスト16に取付けられてい
る。ハウジングは、流れを通さないセクタ板20,22によ
り煙道ガス側又はセクタ部26と空気側又はセクタ部28と
に分割されている。図示されているセクタ板20,22と対
向するセクタ板(図示せず)が、また、ユニットの底部
に設けられているものである。高温の煙道ガスは、ガス
入口ダクト32を通して空気予熱器10内に入り、ガス用セ
クタ部26を通して流れて熱をロータ14内の熱伝達表面に
伝達せしめ、それからガス出口ダクト34を通して出る。
この熱くなった熱伝達表面がそれから空気用セクタ部28
を通して回転するにつれて、空気入口ダクト36からロー
タ内を通して流れる空気に熱が伝達される。この加熱さ
れた空気流れは、高温の空気流れを形成し、空気出口ダ
クト40を通して空気予熱器10を去る。したがって、低温
空気の入口ダクト36及び冷たくなったガスの出口ダクト
34は熱交換器の低温端を画成すると共に、高温ガスの入
口ダクト32及び加熱された空気の出口ダクト40は、熱交
換器の高温端を画成する。
3区画型空気予熱器においては、図2に示されるよう
に、ロータハウジング12はセクタ板20,22,24により3つ
のセクタ部に分割される。これらのセクタ部は、煙道ガ
ス用セクタ部26、一次空気用セクタ部28′及び二次空気
用セクタ部30である。図2は、3区画型空気予熱器のロ
ータ14及びハウジング12を示す平面図であって、ロータ
14及び半径方向シール装置42と関連する3つのセクタ板
20,22,24を示している。この図2は、セクタ板を断面に
して示している。ロータ14は3つのセクタ部26,28′,30
から成り、各セクタ部は多数のバスケットモジュール44
を収容していると共に仕切り46により画成されている。
バスケットモジュール44は、熱交換表面を収容する。こ
れら仕切り46の頂部縁及び底部縁には、半径方向シール
装置42が取付けられている。空気予熱器10が運転され、
空気予熱器が低温の非作動状態から高温の作動状態に進
むと、軸方向の温度勾配がロータ14の高温端48(図1)
からロータ14の低温端50(図1)に生じる。そして、こ
の軸方向温度勾配がロータ14を歪曲せしめてターンダウ
ンが生じる。その結果、仕切り46の高温端48に取付けら
れている半径方向シール42がハウジングのセクタ板から
離れるように引張られ、大きな分離がロータ14の外側端
52に生じる。これは隙間56(図3)を開き、この隙間が
閉じられていない場合には流れを許すので、ガスと空気
との好ましくない混合が生じる。
図4及び図5に二例が示されるように、本発明の各半
径方向シール装置42,42′は剛性の後支持リーフ58を包
含し、この後支持リーフ58はベース部分60と、ロータ14
の回転方向とは反対の方向へ鋭角αでもってベース部分
60から末端縁64にまで延びている延長部分62とを有す
る。また、剛性の前支持リーフ66,66′は、ベース部分6
8,68′と、ロータ14の回転方向とは反対の方向へベース
部分68,68′から末端縁72,72′にまで延びている延長部
分70,70′とを有する。更に、流れを通させない弾性材
料から作られているフレキシブルな密封ストリップ74
は、ベース部分76と、ロータ14の回転方向とは反対の方
向へベース部分76から末端縁80にまで延びている延長部
分78とを有する。そして、後支持リーフ58のベース部分
60及び前支持リーフ66,66′のベース部分68,68′は、接
近して間隔を置いた関係で実質的に並列して配置されて
いる。フレキシブルな密封ストリップ74のベース部分76
は、後支持リーフ58のベース部分60と前支持リーフ66,6
6′のベース部分68,68′との間に挟まれて固定、すなわ
ち締め付けられている。このような後及び前支持リーフ
58,66,66′及びフレキシブルな密封ストリップ74のベー
ス部分60,68,68′,76は、多数の周知の手段のいずれか
により一緒に取付けることができるものである。後及び
前支持リーフ58,66,66′及びフレキシブルな密封ストリ
ップ74は、仕切り46の外方端82(図6A)から仕切り46の
内方端84(図6A)にまで半径方向に延びている。
図5に示される後支持リーフ58の延長部分62は、ロー
タ14の回転方向とは反対の方向へベース部分60から延び
て、仕切り46の外方端82から仕切り46の内方端84まで均
一の高さHBを定める。この高さHBは、後支持リーフ58の
末端縁64とセクタ板20,22,24の密封表面とが、空気予熱
器10が低温状態であるときに隙間86(図6A、図6B及び図
6C)を画成するような所定値である。例えば、この隙間
86は約0.03125インチ(0.79375mm)の幅を有する。後支
持リーフ58の延長部分62は、前述したように、ロータ14
の回転方向とは反対の方向へベース部分60から鋭角αで
延びる。この鋭角の角度は、特定の適用において選択さ
れる値を有する。5゜〜25゜の角度がいかなる特定の適
用においてもフレキシブルな密封ストリップ74に適当な
プレストレスを与えるものと思われる。後支持リーフ58
の延長部分62は、フレキシブルな密封ストリップ74の延
長部分78に係合して、密封ストリップ74をロータ14の回
転方向とは反対の方向へ偏倚せしめる。この偏倚は密封
ストリップ74にプレストレスを与え、その結果密封スト
リップ74は空気とガスとの圧力差により生じるたわみに
抵抗し、これにより従来の空気予熱器において一般に発
生している隙間の源を排除せしめる。
図5に示される実施例による半径方向シール装置42′
においては、剛性の前支持リーフ66′の延長部分70′が
ロータ14の回転方向とは反対の方向へベース部分68′か
ら延びていると共に後支持リーフ58の延長部分62から離
れるように向けられ、それらの間に隙間88を形成してい
る。フレキシブルな密封ストリップ74の延長部分78は、
前及び後支持リーフ66′,58の延長部分70′,62間でそれ
らの間の隙間88内にまでロータ14の回転方向とは反対の
方向へベース部分76から延び、チップカバー106の部分
及び末端縁80が前支持リーフ66′及び後支持リーフ58の
末端縁72′,64を越えて延びている。本出願の譲受人に
譲渡されている米国特許第4,593,750号に開示されてい
るように、後支持リーフの延長部分は、フレキシブルな
密封ストリップの末端縁の後方移動を制限する働きをな
す。
図4に示される実施例において、剛性の前支持リーフ
66の延長部分70はロータ14の回転方向とは反対の方向へ
ベース部分68から直角に延びている。図5に示される実
施例による半径方向シール装置42′の前及び後支持リー
フ66′,58により形成されている囲い隙間88は、この図
4の設計では排除されて、灰及び他の粒子物質が半径方
向シール装置内に集められるのを防止している。前支持
リーフ66のベース部分68と延長部分70との間に形成され
ている曲り部90は、弾性の密封ストリップ74のたわみを
容易にするようにアールが付けられている。
フレキシブルな密封ストリップ74は、流れを通させな
い弾性材料から成る。好適には、このフレキシブルな密
封ストリップ74は、最小、75゜F(25℃)で170Ksiの降
伏強度を与えるように熱処理された15−5又は17−4ス
テンレス鋼から成る。高い降伏強度は、密封ストリップ
74を永久的に変形させることなしに大きな度合いでたわ
ませることができ、密封ストリップ74に長い寿命を与え
るものである。密封ストリップ74の末端縁80は、密封ス
トリップ74の延長部分78の高さHSを定める。空気予熱器
の高温状態を示す図7Aに見られるように、密封ストリッ
プ74は半径方向にテーパして、仕切り46の外方端82にお
ける密封ストリップ74の高さH′が仕切り46の内方端
84における密封ストリップ74の高さH″よりも大きく
なっている。一例として、外方端82における密封ストリ
ップ74の高さH′は内方端84における密封ストリップ
74の高さH″よりも1.250インチ((3.175cm)、しか
し、これに限定されるものではない)大きくすることが
できる。
後支持リーフ58の末端縁64とセクタ板20,22,24の密封
表面との間の隙間86(この隙間は密封ストリップ74によ
りふさがれる)の最大幅は、後支持リーフの偏倚により
密封ストリップ74に与えられるアーチ形の形状により制
限される。第2の、又はそれ以上の密封ストリップ98を
半径方向シール装置94,96(図8及び図9)に追加し
て、第1の密封ストリップ74に反対の偏倚を与え、これ
により第1の密封ストリップ74が広い隙間をふさぐこと
ができるようにすることもできる。計算によれば、単一
の密封ストリップ74によりふさぐことができる最大隙間
はほぼ0.5インチ(1.27cm)であり、この最大隙間は半
径方向シール装置に他の単一又は複数の密封ストリップ
98を追加することにより1.25インチ(3.175cm)、しか
しこれに限定されるものではない)増大せしめることが
できる。好適には、各追加の密封ストリップ98の延長部
分100の高さHS2(図9)は、第1の密封ストリップ74の
延長部分78の高さHS(図4)よりも小さい。これらの追
加の密封ストリップは、内方端から外方端まで一定の高
さを有し又は第1の密封ストリップ74と同じような方法
でテーパを有することができる。
図4及び図5に示した各半径方向シール装置42,42′
の密封ストリップ74は、好適には、図10(図5の半径方
向シール装置42′の密封ストリップ74の場合を示す)に
示されるように複数の密封ストリップセグメント102か
ら成る。このような複数の密封ストリップセグメント10
2の使用は、密封ストリップ74が図6A及び図7Aに示した
ように単一の大きなストリップから成る場合よりも、密
封ストリップ74がセクタ板20,22,24により曲げられたと
きに密封ストリップ74に課されるねじり力を減少せしめ
る。より好適には、図11(同じく、図5の半径方向シー
ル装置42′の密封ストリップ74の場合を示す)に示され
るように、2つの隣接する密封ストリップセグメント10
2の縁104は相互の支持を提供して密封ストリップセグメ
ント間の隙間を排除するように互いにオーバラップして
いる。更に、密封ストリップ74の末端縁80は、図4、図
5、図8及び図9に示されるように、保護チップカバー
106内に封入されて、縁割れによる永久的な破損が防止
されている。好適には、このチップカバー106は400ステ
ンレス鋼から成り、スポット溶接により密封ストリップ
74に取付けられる。
次に、代表として図5の本発明による半径方向シール
装置42′の作用について説明する。
図6A,図6B及び図6Cに示されるように、後支持リーフ
の延長部分62の末端縁64及び前支持リーフの延長部分7
0′の末端縁72′は、空気予熱器が低温状態であるとき
にはセクタ板20,22,24(代表として、セクタ板20を示
す)の密封表面と実質的に平行である。例えば、後支持
リーフの延長部分62及び前支持リーフの延長部分70′の
末端縁64,72′とセクタ板20の密封表面との間の隙間86
は、幅をほぼ0.03125インチ(0.79375mm)とすることが
できる。密封ストリップ74の末端縁80はセクタ板20の密
封表面に係合し、これにより密封ストリップはこの係合
によって曲げられる。この場合、密封ストリップ74は半
径方向にテーパして、仕切り46の外方端82における密封
ストリップ74の高さH′が仕切り46の内方端84におけ
る密封ストリップ74の高さH″よりも大きくなってい
るので(図7A)、密封ストリップ74の外方端が大きくた
わみ(図6C)、密封ストリップ74の内方端は小さくたわ
む(図6B)。
空気予熱器10が低温状態から高温状態に進むと、これ
により生じるロータのターンダウンが後支持リーフ58及
び前支持リーフ66′の末端縁64,72′とセクタ板20,22,2
4の密封表面との間の隙間86を外方端で増大させ、隙間8
6′となる(図7A、図7B)。そして、隙間86′のこの部
分の幅が増大すると、隙間86′の該部分に位置している
密封ストリップ74の部分のたわみが減少される。すなわ
ち、空気予熱器が高温状態になると、後支持リーフの延
長部分62及び前支持リーフの延長部分70′の末端縁64,7
2′とセクタ板20,22,24の密封表面との間の隙間86は、
ロータのターンダウンにより図7Aに示されるようにテー
パした形状となることにより、外方端での隙間86′の幅
が大きくなる。隙間86−86′がこのようにテーパした形
状となることにより、密封ストリップ74がセクタ板20,2
2,24の密封表面から離れ、小さい隙間92が密封ストリッ
プの延長部分78の末端縁80とセクタ板20との間に形成さ
れる。例えば、この隙間92は特定の作動温度でほぼ0.03
125インチ(0.79375mm)になるであろう。そして、この
特定の作動温度よりも低い温度では、セクタ板20と密封
ストリップ74との接触、すなわち干渋状態が発生するで
あろう。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−149059(JP,A) 特開 昭53−47646(JP,A) 特開 昭57−71981(JP,A) 特開 昭59−231396(JP,A) 米国特許4593750(US,A) 米国特許4940080(US,A) 米国特許4997028(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28D 19/04 F28D 17/02

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転再生式空気予熱器に使用するための半
    径方向シール装置であって、前記空気予熱器がロータハ
    ウジングと、このロータハウジング内に設けられたロー
    タであって、ロータ内に複数のコンパートメントを形成
    する複数の周方向に間隔を置いていると共に半径方向に
    延びている仕切りを有し、これらの仕切りが低温端、高
    温端、内方端部分及び外方端部分を有しているロータ
    と、前記空気予熱器の軸方向の両端に設けられ、前記空
    気予熱器をひとつの煙道ガス用セクタ部と少なくともひ
    とつの空気用セクタ部とに分割する複数のセクタ板とを
    包含し、かつ前記空気予熱器が始動により低温状態から
    高温状態に進むものにおいて、 前記仕切りの各々の高温端に取付けられて、内方端から
    外方端にまで半径方向に延びている剛性の第1の支持リ
    ーフと、前記仕切りの各々の高温端に取付けられて、内
    方端から外方端にまで半径方向に延びているフレキシブ
    ルな第1の密封ストリップとを包含し、前記第1の支持
    リーフがベース部分と、前記ロータの回転方向とは反対
    の方向へ前記ベース部分から末端縁にまで延びている延
    長部分とを有すると共に、この第1の支持リーフの末端
    縁がその内方端から外方端にまで実質的に均一な高さを
    定め、かつ前記第1の密封ストリップが流れを通させな
    い弾性材料で作られて、前記第1の支持リーフのベース
    部分に隣接して固定して取付けられたベース部分と、前
    記ロータの回転方向とは反対の方向へ前記ベース部分か
    ら末端縁にまで延びている延長部分とを有すると共に、
    この第1の密封ストリップの末端縁がその外方端から内
    方端にまで減少する高さを定めていることを特徴とする
    半径方向シール装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半径方向シール装置におい
    て、前記第1の支持リーフの高さは、前記空気予熱器が
    低温状態であるときに前記第1の支持リーフの末端縁と
    前記セクタ板とが隙間を画成するような所定値を有して
    いる半径方向シール装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の半径方向シール装置におい
    て、前記第1の密封ストリップの高さは、前記空気予熱
    器が低温状態であるときに前記第1の密封ストリップの
    末端縁が前記セクタ板に接触するような所定値を有して
    いる半径方向シール装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の半径方向シール装置におい
    て、前記第1の密封ストリップの内方端における高さ
    は、前記空気予熱器が高温状態であるときに前記第1の
    密封ストリップの末端縁と前記セクタ板とが隙間を画成
    するような所定値を有している半径方向シール装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の半径方向シール装置におい
    て、前記空気予熱器が低温状態であるときに前記第1の
    密封ストリップの末端縁が前記セクタ板に接触するよう
    にした半径方向シール装置。
  6. 【請求項6】請求項1記載の半径方向シール装置におい
    て、前記第1の支持リーフが前記第1の密封ストリップ
    を偏倚せしめ、これにより前記第1の密封ストリップに
    プレストレスを与えて、ガスと空気との圧力差によるた
    わみに抵抗させるようにした半径方向シール装置。
  7. 【請求項7】請求項1記載の半径方向シール装置におい
    て、更に、内方端から外方端にまで半径方向に延びてい
    る剛性の第2の支持リーフを包含し、この第2の支持リ
    ーフが前記第1の密封ストリップのベース部分に隣接し
    て固定して取付けられたベース部分と、前記ロータの回
    転方向とは反対の方向へ前記ベース部分から末端縁にま
    で延びている延長部分とを有し、前記第1の密封ストリ
    ップベース部分が前記第1の支持リーフのベース部分と
    前記第2の支持リーフのベース部分との間に挟持されて
    いると共に、前記第2の支持リーフの末端縁がその内方
    端から外方端にまで実質的に均一な高さを定めている半
    径方向シール装置。
  8. 【請求項8】請求項7記載の半径方向シール装置におい
    て、前記第2の支持リーフの高さは、前記空気予熱器が
    低温状態であるときに前記第2の支持リーフの末端縁と
    前記セクタ板とが隙間を画成するような所定値を有して
    いる半径方向シール装置。
  9. 【請求項9】請求項7記載の半径方向シール装置におい
    て、更に、内方端から外方端にまで半径方向に延びてい
    るフレキシブルな第2の密封ストリップを包含し、この
    第2の密封ストリップが、前記第2の支持リーフのベー
    ス部分と前記第1の密封ストリップのベース部分との間
    に挟持されて固定されているベース部分と、前記ロータ
    の回転方向とは反対の方向へ前記ベース部分から末端縁
    にまで延びている延長部分とを包含し、前記第2の密封
    ストリップの末端縁はこの第2の密封ストリップの高さ
    が前記第1の密封ストリップの高さよりも小さくなるよ
    うに定めている半径方向シール装置。
  10. 【請求項10】請求項9記載の半径方向シール装置にお
    いて、前記第1の密封ストリップの末端縁と前記セクタ
    板とは前記第2の密封ストリップが前記第1の密封スト
    リップを偏倚せしめるような隙間を画成し、これにより
    前記第1の密封ストリップにより埋められる前記隙間の
    最大幅が増大されるようにした半径方向シール装置。
  11. 【請求項11】請求項1記載の半径方向シール装置にお
    いて、更に、前記第1の密封ストリップの末端縁を保護
    するキャップ手段を包含してなる半径方向シール装置。
  12. 【請求項12】請求項1記載の半径方向シール装置にお
    いて、前記第1の密封ストリップが複数の密封ストリッ
    プセグメントから成る半径方向シール装置。
  13. 【請求項13】請求項12記載の半径方向シール装置にお
    いて、前記密封ストリップセグメントの各々が第1の端
    部分と第2の端部分とを包含し、各密封ストリップセグ
    メントの第2の端部分が隣接する他の各密封ストリップ
    の第1の端部分とオーバラップしている半径方向シール
    装置。
  14. 【請求項14】請求項1記載の半径方向シール装置にお
    いて、前記第1の密封ストリップが高い温度で高い強さ
    を有する合金材料から成る半径方向シール装置。
  15. 【請求項15】請求項12記載の半径方向シール装置にお
    いて、前記第1の密封ストリップがその内方セグメント
    から外方セグメントにまで延びていると共に、前記外方
    セグメントの延長部分の高さが前記内方セグメントの延
    長部分の高さよりも大きくておおむね0.1875インチ(4.
    7325mm)である半径方向シール装置。
  16. 【請求項16】回転再生式空気予熱器に使用するための
    半径方向シール装置であって、前記空気予熱器がロータ
    ハウジングと、このロータハウジング内に設けられたロ
    ータであって、ロータ内に複数のコンパートメントを形
    成する複数の周方向に間隔を置いていると共に半径方向
    に延びている仕切りを有し、これらの仕切りが低温端、
    高温端、内方端部分及び外方端部分を有しているロータ
    と、前記空気予熱器の軸方向の両端に設けられ、前記空
    気予熱器をひとつの煙道ガス用セクタ部と少なくともひ
    とつの空気用セクタ部とに分割する複数のセクタ板とを
    包含し、かつ前記空気予熱器が始動により低温状態から
    高温状態に進むものにおいて、前記仕切りの各々の高温
    端に取付けられて、内方端から外方端にまで半径方向に
    延びているフレキシブルな密封ストリップを包含し、こ
    の密封ストリップが流れを通させない弾性材料で作られ
    て、ベース部分と、前記ロータの回転方向とは反対の方
    向へ前記ベース部分から末端縁にまで延びている延長部
    分とを有すると共に、この密封ストリップの末端縁がそ
    の外方端から内方端にまで減少する高さを定め、前記密
    封ストリップは前記空気予熱器が低温状態であるときに
    その末端縁で前記セクタ板に接触してこのセクタ板によ
    り固定され、かつ前記密封ストリップの末端端と前記セ
    クタ板とは前記空気予熱器が高温状態であるときに隙間
    を画成することを特徴とする半径方向シール装置。
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