Регенеративный вращающийся дисковый теплообменник Советский патент 1993 года по МПК F23L15/02 

Изобретение относится к роторным теплообменным аппаратам для нагревания газа или воздуха и может быть использовано в газотурбинных двигателях.

Известен регенеративный вращающийся дисковый теплообменник, содержащий корпус, разделенный перегородкой и уплотняющим устройством на холодный и горячий отсеки с патрубками подвода и отвода теплообменмвающихся сред, размещенный в корпусе дисковый ротор с зубчатым венцом привода на боковой цилиндрической поверхности, примыкающие к ротору поперечные и периферийные торцовые уплотнения , ... .

Такой теплообменник имеет невысокую эффективность вследствие перётечек теп- лообменивающихся сред через уплотнения ротора, имеющие значительную длину, при этом периферийные торцовые уплотнения подвержены быстрому износу из-за перекоса элементов под давлением сжатого воздуха и термической деформации ротора.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является регенеративный вращающийся дисковый теплообменник, содержащий корпус, разделенный перегородкой и уплотняющим устройством на холодный и горячий отсеки с патрубками подвода и отвода теплообменивающихся сред, размещенный в корпусе дисковый ротор с гладкой боковой цилиндрической поверхностью, поперечные торцовые уплотнения, примыкающие к двум плоскостям ротора, и боковые уплотнения, примыкающие к боковой цилиндрической поверхности и расположенные на одной линии с поперечными уплотнениями таким образом, что образуют сплошной поперечный пояс уплотнения дискового ротора. Привод дискового ротора осуществляется за счет фрикционного ведущего ролика, расположенного в горячем от- секе.

Такой теплообменник имеет невысокую эффективность из-за появления шероховатости на боковой цилиндрической поверх ности ротора вследствие ее контакта с ведущим роликом и быстрого износа боковых уплотнений ротора.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности путем уменьшения пёретока сред.

Указанная цель достигается тем,что в регенеративном вращающемся дисковом теплообменнике, содержащем корпус, разделенный поперечной перегородкой с торцовыми уплотнениями на холодный и горячий отсеки, размещенный в корпусе ротор с гладкой боковой цилиндрической поверхностью, снабженный приводом и

боковыми уплотнениями, имеющими антифрикционные накладки, сопряженные с поверхностью ротора, привод ротора выполнен в виде установленного в корпусе

ведущего шкива с охватывающей его и ротор бесконечной лентой, уложенной между цилиндрической поверхностью ротора и антифрикционными накладками боковых уплотнений.

0 Заявляемое решение иллюстрируется чертежами, на которых: фиг,1 -теплообменник , разрез Б-Б на фиг. 2; фиг, 2 - разрез А-А на фиг.1; фиг. 3 - разрез В-В на фиг.2. Регенеративный, вращающийся диско5 вый теплообменник содержит корпус 1 с крышкой 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, разделенный перегородкой 5. поперечными торцовыми уплотнениями 6 и 7 и боковыми уплотнениями 8 и 9 на холодный

0 Ю и горячий 11 отсеки.

В корпусе 1 размещен дисковый ротор 12 с теплопередающими элементами 13, приводимый во вращательное движение ведущим шкивом 14 и бесконечной лентой 15.

5 Боковые уплотнения 8 и 9 имеют накладки 16 и 17 из антифрикционного термостойкого материала, например графита, и прижимаются пружинами 18 и 19 к гладкой наружной поверхности приводной ленты 15

0 и к боковой поверхности дискового ротора 12.

Теплообменник работает следующим образом.

Холодный сжатый воздух через входной

5 патрубок 3 поступает в корпус 1, За счет перепада давлений между холодным 10 и горячим 11 отсеками происходит натяжение приводной ленты 15 и ее охват ведущего шкива 14 и дискового ротора 12, в результа10 те чего ротор приходит во вращательное

. движение и теплообменные элементы 13

периодически попадают то в холодный 10,

то в горячий 11 отсеки. Холодный сжатый

воздух, проходя через предварительно на5 гретые теплопередающие элементы 13, воспринимает аккумулированное ими тепло и поступает в холодный отсек 10, а затем в камеру сгорания двигателя. Выхлопные газы двигателя, проходя через теплопереда0 ющие элементы 13, находящиеся в горячем отсеке 11, нагревают их и выходят через выходной патрубок 4 в атмосферу.

Перегородка 5 корпуса 1, поперечные торцовые уплотнения 6 и 7 и боковые

5 уплотнения 8 и 9 с уплотняющими накладками 16 и 17 образуют поперечный уплотнительный пояс, отделяющий холодный отсек 10 от горячего отсека 11, и препятствуют перетокам холодного сжатого воздуха в горячий отсек.

Между донышками канавок в корпусе 1 и крь шке 2 и поперечными торцовыми уплотнен иями 6 и 7имеются зазоры.,обеспечивающие возможность боковым уплотнениям 8 и 9

еле 12i

ны

ить за термической деформацией ротора приводной ленты 15.

В процессе пуска и набора газотурбин- двигателем эксплуатационных оборо- ввиду низкого перепада давлений

ду холодным 10 и горячим 11 отсеками

НЫ TOE

натяж ение приводной ленты 15 не обеспечивает момента трения, достаточного для вргщения дискового ротора 12, вследствие чегэ дисковый ротор остается неподвиж, что существенно улучшает условия ра-

боты стартера, снижая момент сопротивления двигателя при пуске, и улучшает условия пуска двигателя, исключая неизбежный перенос сжатого воздуха из холодного отсека в горячий в свободных объемах гнезд для теплопередающих элементов 13 в дисковом роторе 12 при его вращении.

Использование заявляемого технического решения позволяет уменьшить утечки сжатого воздуха из холодного отсека в горячий вследствие исключения периферийных торцовых уплотнений в горячем отсеке, на-. ходящ«хся под давлением сжатого воздуха и переноса его во впадинах сузьев приводного венца дискового ротора.

Использование: для нагревания газа или роздуха, например, в газотурбинных двигателях. Сущность изобретения: корпус 1 теплообменника имеет входной и выходной патрубки 3 и 4 и крышку 2. Корпус 1 разделен перегородкой 5 с поперечными торцовыми уплотнениями б и 7 на холодный и горячий отсеки 10 и 11. В корпусе размещен дисковый ротор 12 с гладкой боковой цилиндрической поверхностью. Ротор 12 снабжен приводом. Последний выполнен в виде установленного в корпусе ведущего шкива 14 с охватывающей его и ротор бесконечной лентой 15. Лента размещена между цилиндрической поверхностью ротора и антифрикционными накладками боковых уплотнений.3 ил.

Формула изобретения

Регенеративный вращающийся диско- теплообменник, содержащий корпус,

деленный поперечной перегородкой с торцовыми уплотнениями на холодный и гоий отсеки, размещенный в корпусе ротор

адкой боковой цилиндрической поверхностью, снабженный приводом и боковыми уплотнениями, имеющими антифрикционВЫ1

ра;

ные накладки, сопряженные с поверхностью ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности путем уменьшения перетока сред, привод ротора выполнен в виде установленного в корпусе ведущего шкива с охватывающей его и ротор бесконечной лентой, уложенной между цилиндрической поверхностью ротора и антифрикционными накладками боковых уплотнений.