Ротор регенератора Советский патент 1992 года по МПК F23L15/02 F28D19/00 

Фиг. 1

Изобретение относится к теплообмен- ной технике, может быть использовано для утилизации теплоты уходящих дымовых газов и является усовершенствованием устройства пр авт.се, hk I645769.

Известен ротор регенератора, содержащий закрепленный на валу цилиндрический кожух, разделенный радиальными перегородками на отсеки с герметичными корпусами, выполненными в виде заполненных жидкостью сильфонов, закрепленных одним из торцов на кожухе и имеющих утяжелительные элементы нэ противоположных свободных торцах.

Недостатком ротора является малый вращающий момент, обусловленный недостаточным перемещением утяжеяительных элементов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности ротора за счет увеличения вращающего момента.

Поставленная цель достигается тем, что ротор регенератора, содержащий цилиндрический кожух, закрепленный на валу и разделенный радиальными перегородками на отсеки, снабженные теплообменными элементами, выполненными в виде заполненных жидкостью герметичных сильфонов, закрепленных одним из торцовых участков на кожухе и содержащих утяжелительные элементы на других торцовых участках, снабжен биметаллическими пластинами, устанавливаемыми между кожухом и торцовыми участками сильфонов с прогибом в направлении оси ротора.

Фазовые превращения заполняющей сильфон жидкости, происходящие при теплообмене с дымовыми газами и дутьевым воздухом, сопровождаются изменением давления в сильфонэх с удлинением их на горячей и укорочением на холодной сторонах ротора по мере теплообмена. При этом утяжелительные элементы, расположенные на подвижных свободных торцовых участках сильфоиов, соответственно перемещаются по радиусам относительно центра вращения. При равенстве масс на холодной и горячей сторонах ротора точки приложения равнодействующей отстоят от центра вращения на различное расстояние, что вызывает вращающий момент, который должен поворачивать ротор по мере теплообмена. Однако величина этого перемещения ограничена рабочим ходом сильфонов, составляющим в среднем 12-15% номинальной длины, что ограничивает величину возникающего вращающего момента, который при значительном трении в опорах ротора может оказаться недостаточным для его вращения без механического привода.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности путем увеличения вращающего момента. х На чертеже изображен ротор регенератора; нафиг.1 -тоже, вид с торца; на фиг.2 и 3 - то же, увеличенные фрагменты соответственно на сторонах холодного и горячее го потоков.

В корпусе 1, разделенном при помощи

0 уплотнений 2 на каналы для горячего 3 (дымовые газы) и холодного 4 {дутьевой воздух) газовых потоков, размещен ротор, включающий цилиндрический кожух 5, разделенный перегородками б на расположенные по

5 окружности отсеки 7. В отсеках радиально размещены сильфоны 8, имеющие на внутренних (обращенных к оси вращения) торцовых участках утяжелительные элементы 9, которые могут быть совмещены с редукци0 онкыми клапанами. Противоположные торцовые участки сильфонов 8 закреплены на. кожухе 5 при помощи расположенных между ними и кожухом биметаллических пластик 10, концы которых закреплены на

5 кожухе, а центральная часть соединена с сильфонами и имеет возможность прогиба в направлении оси ротора.

Ротор работает следующим образом. При входе отсека 7 с сильфонов 8 в зону

0 движения горячего потока (канал 3) в результате теплообмена с омывающими газами сильфон 8 и пластина 1,0 нагреваются до температуры, превышающей при расчетном давлении (вакууме) температуру кипения

5 содержащейся в сильфоне жидкости (например, воды), температура кипения которой при достаточном для укорочения сильфона под действием атмосферного давления до номинально, сжатого состояния

0 разрежении порядка 0,3 кг/см2 составляет около 90°С. В результате вскипания наполнителя давление в сильфонах 8 повышается и под его действием утяжеленный свободный торец 9 сильфона 8 перемеща5 ется на величину рабочего хода сильфонэ по воспринимающим вес этого торца направляющим перегородкам 6 к центру вращения. При этом на нагрев ротора и пластин, а также вскипание наполнителя расходует0 ся некоторое количество теплоты, аккумулируемое Массой деталей/и парами наполнителя. Дополнительное перемещение торца 9 обеспечивается увеличением прогиба биметаллической пластины 10 при

5 ее нагреве. В то же время в диаметрально Противоположном отсеке 7 ротора (канал 4) сильфон 8 и пластина 10 охлаждаются до температуры ниже точки кипения.жидкости при расчетном давлении, наполнитель конденсируется, отдавая теплоту фазового превращения холодному потоку, давление в сильфоне снижается до начального и под действием атмосферного давления сильфом сокращается до минимально сжатого состояния, перемещая утяжеленный свободный торец сильфона 9 от центра вращения ротора к его периферии. Одновременно упомянутое перемещение увеличивается за счет уменьшения прогиба биметаллической пластины 10. Благодаря разности расстояний от центра вращения до точек приложения сил веса свободных торцов 9 сильфонов к перегородкам б противоположных отсеков 7 создается увеличенный вращающий момент, поворачивающий ротор по мере теп- лообмена. Аналогичные превращения претерпевают сильфоны 8 во всех отсеках ротора, что способствует его постоянному равномерному вращению за счет тепловой энергии, без механического привода. При этом также исключается необходимость в регулировании скорости вращения ротора, которая будет устанавливаться автоматически в зависимости от интенсивности теплообмена и изменения агрегатного состояния

наполнителя сильфонов, нагрева и охлаждения биметаллических пластин.

Как следует из технических описаний биметаллических пластин, используемых в известных устройствах, их прогиб при таких колебаниях темлературы соизмерим, а в ряде случаев превышает рабочий ход сильфонов упомянутых типоразмеров, что позволяет заключить об удвоении по меньшей мере величины перемещения утяжеленных торцовых участков 9 и соответствующего увеличения вращающего момента в предлагаемом роторе по сравнению с известным..

Формула изобретения Ротор регенератора по авт.св. № 1645769, отличают и и с я тем. что, с целью повышения эксплуатационной эффективности путем увеличения вращающего момента, он дополнительно содержит биметаллические пластины, выполненные с возможностью прогиба, примыкающие в зоне последнего к торцовым участкам сильфона и скрепляющие эти участки с кожухом.

Изобретение относится к теплообмен- ной технике и может быть использовано для утилизации тепла7 отходящих газов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности путем увеличения вращающего момента. В результате вскипания наполнителя давление в силь- фонах (С) 8 повышается и под его действием утяжеленный торец С 8 перемещается на величину рабочего хода по перегородкам 6 к оси вращения, Ири нагреве биметаллические пластины увеличивают свой прогиб и тем самым обеспечивают дополнительное перемещение утяжеленного торца С 8. Зил.

ю

Фиг. 2

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал

Заказ 329ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Фиг. 3

Корректор А/Осауленко