專利名稱：轉動式熱交換器和密封該熱交換器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種轉動式熱交換器和一種密封如此一轉動式熱交換器用的方法，該熱交換器具有一轉動地安裝的轉子和一在轉子周緣包圍住轉子的外殼，該轉子具有一用于從外部和供應空氣的第一流動扇形以及一用于廢氣和排出空氣的第二流動扇形，通過該轉子熱交換器在轉動中運行。
對于已知的這種類型的轉動式熱交換器，周緣密封件設置在轉子與包圍轉子的外殼之間，位于轉子的前端面和轉子的后端面處，借助于該周緣密封件阻止空氣從流過轉子進入外殼內的氣流中退出。由于轉子相對于包圍轉子的外殼轉動，所以，在該類型的轉動式熱交換器的運行過程中，一方面在轉子和另一方面在外殼總是發(fā)生它們之間的相當?shù)男孤?，這可導致空氣從流過轉子的氣流中退出轉子。
這可導致通過轉動式熱交換器提供給房間的供應空氣不理想地開始受到污染。
本發(fā)明以該問題為基礎提出了一種轉動式熱交換器和一種密封這樣一轉動式熱交換器用的方法，該方法使得這樣的泄漏不再發(fā)生在一不理想的方向上。
根據(jù)本發(fā)明，該問題通過以下的方法予以解決包圍轉子的外殼在其周緣處填充以外殼空氣或密封空氣，以及，外殼或密封空氣的壓力高于流過轉子的氣流壓力。由于外殼用過壓下的外殼空氣或密封空氣進行加壓，外殼內的壓力值總是保持高于流過轉動式熱交換器的轉子的氣流的壓力值。因此，能夠防止外部和供應空氣與通過外殼的廢氣和排出空氣混合。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器的情形中，顯然也可設置周緣密封件，借助于該密封可減小外殼或密封的氣流。這樣的周緣密封件可以有利的方式固定在轉動式熱交換器的外殼上。
外殼或密封空氣的壓力可保持在一恒定的壓力值。這里必須考慮到該恒定壓力值必須高于流過轉動式熱交換器轉子的氣流的壓力值。
或者，外殼或密封空氣的壓力可保持在比流過轉子的氣流的壓力高出一恒定的差值壓力。采用這種模式的程序，利用其必須對外殼加壓的外殼或密封空氣量可以被優(yōu)化，由此，一足夠的過壓總是存在于外殼內。
外殼內的過壓可借助于一外部的或內部的壓力源有利地產生。
根據(jù)一優(yōu)選的實施例，根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器包括一控制和調節(jié)裝置，利用該裝置根據(jù)測量外殼內壓力的一壓力傳感器和/或測量流過轉子的氣流的一壓力傳感器的信號可控制和調節(jié)壓力源的操作。因此，根據(jù)外殼內壓力值(它是基于一設定點的壓力)和/或流過轉子的氣流的壓力值，可控制或調節(jié)外殼內的外殼或密封空氣的壓力值。
尤其是，在有些使用場所和應用情形中，其中，廢氣或排出空氣中存在電荷和復合物，它們可引起爆炸的危險，則有利的是用非臨界的外殼或密封空氣來對外殼加壓，因為廢氣或排出空氣的臨界的成分可被稀釋，這樣，可省略爆炸保護裝置，例如在驅動馬達的燃燒區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器的一優(yōu)選實施例設置氣流分離裝置，在兩個流動扇形(flow sector)之間在轉子的諸端面處沿直徑方向運行，所述氣流分離裝置連接于外殼并能借助于外殼內的外殼或密封空氣來供應一密封氣流。在根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器的情形中也可省略氣流分離裝置中所需要的一風扇。一沖洗楔形裝置(rinsing wedge-like device)連接到外殼，并能借助于外殼內存在的外殼或密封空氣提供沖洗氣流，如果該沖洗的楔形裝置設置在轉子的端面處，在直接布置在用于外部和供應空氣的流動扇形的前面(沿轉子的轉動方向)的、用于廢氣和排出空氣的流動扇形的區(qū)域內，則對于供應沖洗楔形裝置來說也可能省略一單獨的風扇。
如果根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器根據(jù)一優(yōu)選的結構設置有一溫度調節(jié)裝置，則借助于該調節(jié)裝置外殼或密封空氣(例如為了防凍)可以進行溫度調節(jié)，可防止周緣密封件上的任何冰凍，由此也可消除外殼內冷凝液的形成。外殼或密封空氣可以直接的方式從轉動式熱交換器的供應和/或外部空氣系統(tǒng)中取得。
為了突出優(yōu)點，諸噴嘴裝置設置在根據(jù)本發(fā)明的轉動式熱交換器的外殼上，通過這些噴嘴裝置外殼或密封空氣可被引導到轉子的一軸承上。其結果是以相對少的費用就可保持轉子軸承的干燥。
下面將參照附圖，借助于一實施例來詳細地解釋本發(fā)明，在諸附圖中


圖1示出根據(jù)本發(fā)明設計的一轉動式熱交換器的視圖；以及圖2示出流過根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的一轉子的氣流以及密封和沖洗氣流與根據(jù)本發(fā)明設計的一轉動式熱交換器的示意圖。
在圖1的立體圖中示出的根據(jù)本發(fā)明的一轉動式熱交換器1具有一外殼2，在所示實施例中其外部輪廓近似為正方形。
在轉子3的周緣處外殼2包圍轉動式熱交換器1的一轉子3。
轉子3具有一第一流動扇形4，如圖2所示，外部空氣5和供應空氣6流過第一流動扇形。外部空氣5和供應空氣6的氣流在圖2中用箭頭表示。
此外，轉子3具有一第二流動扇形7，廢氣空氣8和排出空氣9沿與外部空氣5和供應空氣6相對的方向流過第二流動扇形。由廢氣空氣8和排出空氣9形成的氣流在圖2中也用箭頭表示。
轉動式熱交換器的轉子3布置成可圍繞一軸承或轂10轉動。轉子3的轉動方向在圖1和圖2中用箭頭11表示。
外殼2連接于一壓力源(在圖1和2中未示出)，借助于該壓力源用外殼或密封空氣對外殼2加壓，具體來說，該壓力高于流過轉子3的氣流5、6；8、9中的壓力值。其結果是，防止廢氣空氣8和排出空氣9沿徑向向外方向從轉子3流出。對應地，也防止外部空氣5和供應空氣6沿徑向向內方向從轉子3流出。用箭頭12表示并相對于轉子3沿徑向向內轉動的密封氣流12，進入到由外部空氣5和供應空氣6形成的氣流和由廢氣空氣8和排出空氣9形成的氣流內。一用于轉動式熱交換器1的控制的腔室空氣密封形成，即由過壓下的外殼2所形成。
周緣密封件15、16分別設置在轉子3的周緣和包圍轉子3的外殼2的前側13之間并對應地設置在外殼2的后側14。在一方面的外殼2與另一方面的轉子3之間的泄漏在轉動式熱交換器1的運行過程中必然會發(fā)生，借助于該周緣密封件，該泄漏將被保持在盡可能地小。
這些周緣密封件15、16合適地固定在外殼2的前側13和后側14，這樣，轉子3的外周緣相對于這些周緣密封件15、16移動。
外殼的壓力或外殼2內的密封空氣的壓力都保持在一恒定的壓力值，從而這樣地選擇該壓力值在任何情況下，它高于流過轉子3的氣流5、6；8、9的壓力值?；蛘?，可控制和調節(jié)外殼的壓力或外殼2內的密封空氣的壓力，以使該壓力總是比流過轉子3的氣流5、6；8、9的壓力值高出一預定的壓力差。
借助于圖中未示出的一控制和調節(jié)裝置，它包括一布置在外殼2內的壓力傳感器和一用于探測外部空氣5和供應空氣6內的壓力以及廢氣空氣8和排出空氣9內的壓力的壓力傳感器。根據(jù)這些壓力傳感器的信號控制或調節(jié)外殼2內的壓力。一外殼2內的設定壓力，或外殼2內的壓力和氣流5、6；8、9內的壓力之間的壓差，可用作為一目標幅值。
如果從復合的觀點來看是臨界的至少一空氣流流過轉動式熱交換器1的轉子3，則用非臨界的外殼或密封空氣來加壓外殼2是合適的。借助于該非臨界的外殼或密封空氣，所述臨界的空氣流可得到稀釋，這樣，可降低由臨界的空氣流復合造成的危險，例如爆炸的危險。
一水平地和對角線地在轉子3上延伸的氣流分離裝置19和20分別設置在轉子3的兩個端面17、18。兩個氣流分離裝置19和20被設計為好像是中心橫檔(centralcrosspiece)，其內部的空間與外殼2的內部空間連通，以使用過壓下的外殼或密封空氣對兩個氣流分離裝置19和20加壓。從兩個氣流分離裝置19和20出現(xiàn)一用箭頭21表示的密封氣流，借助于該氣流在轉子的端面17處可防止外部空氣5和排出空氣9的混合，在轉子的端面18處可防止供應空氣6和廢氣空氣8的混合。
此外，一沖洗楔形裝置22布置在氣流分離裝置19下方的轉子3的端面17處。該沖洗楔形裝置引導用箭頭23表示的沖洗氣流通過轉子3，這樣，從被指定以放出空氣8和排出空氣9的第二流動扇形7流出的共同轉動(co-rotating)的空氣被阻止流入轉子3的、被分配給外部空氣5和供應空氣6的第一流動扇形4。由于如圖1和2所示的轉動式熱交換器，沖洗的楔形裝置22如同兩個氣流分離裝置19和20那樣連接于外殼2，以使沖洗氣流23也從外殼2通過外殼或密封空氣被輸送。
此外，如圖1和2所示的轉動式熱交換器1裝備有一在圖中未示出的加熱裝置，借助于該加熱裝置可加熱外殼或密封空氣。然而，在某些要求的情形中，也可大致合適地提供一溫度調節(jié)裝置，借助于該裝置外殼2內的外殼或密封空氣的溫度完全是可以被調節(jié)的。當需要有某種溫度條件以防止轉動式熱交換器1凍結時，上述加熱裝置是特別有利的。
外殼或密封空氣可取自轉動式熱交換器1的供應空氣系統(tǒng)或外部空氣系統(tǒng)。
外殼2可設置有諸噴嘴裝置(未在圖1和2中示出)，通過這些噴嘴裝置轉動式熱交換器1的轉子3的軸承或轂10可保持干燥。尤其是在轉動式熱交換器1中流過轉子3的氣流5、6；8、9承受潮氣時這是特別地重要。
權利要求
1.一種轉動式熱交換器(1)，該熱交換器(1)具有一轉動地安裝的轉子(3)和一外殼(2)，該轉子具有一用于外部空氣(5)和供應空氣(6)的第一流動扇形(4)以及一用于廢空氣(8)和排出空氣(9)的第二流動扇形(7)，該熱交換器通過該轉子在轉動中運行，而該外殼(2)在轉子周緣包圍住轉子(3)，其特征在于包圍轉子(3)的外殼(2)在其周緣處填充以外殼空氣或密封空氣；以及，外殼或密封空氣的壓力高于流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)壓力。
2.如權利要求1所述的轉動式熱交換器，其特征在于，周緣密封件(15、16)布置在一方面的轉子(3)的周緣與另一方面的外殼(2)之間。
3.如權利要求2所述的轉動式熱交換器，其特征在于，周緣密封件(15、16)固定在外殼(2)。
4.如權利要求1至3中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，外殼或密封空氣的壓力可保持在一恒定的壓力值。
5.如權利要求1至3中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，外殼或密封空氣的壓力可保持于比流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力高出一恒定的壓差。
6.如權利要求1至5中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，對于外部或內部壓力源，借助于該壓力源可在外殼(2)內產生過壓。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，包括一控制和調節(jié)裝置，利用該裝置根據(jù)測量外殼(2)內壓力的一壓力傳感器和/或測量流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力的一壓力傳感器的信號可控制和調節(jié)壓力源的操作。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，其外殼(2)可以用非臨界的外殼或密封空氣進行加壓。
9.如權利要求1至8中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，設置氣流分離裝置(19、20)，在兩個流動扇形(4、7)之間在轉子(3)的諸端面(17、18)處沿直徑方向運行，所述氣流分離裝置連接于外殼(2)并能借助于外殼(2)內的外殼或密封空氣來供應一密封氣流(21)。
10.如權利要求1至9中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，有一沖洗楔形裝置(22)連接于外殼(2)并能借助于外殼(2)內存在的外殼或密封空氣提供一沖洗氣流(23)，該沖洗楔形裝置設置在轉子(3)的端面(17)處在用于廢氣空氣(8)和排出空氣(9)的流動扇形(7)的區(qū)域內，該區(qū)域布置在——沿著轉子(3)的轉動方向(11)——直接在用于外部空氣(5)和供應空氣(6)的流動扇形(4)的前面()。
11.如權利要求1至10中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，設置有一溫度調節(jié)裝置，借助于該調節(jié)裝置外殼或密封空氣(例如為了防凍)可以進行溫度調節(jié)。
12.如權利要求1至11中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，外殼或密封空氣可從轉動式熱交換器(1)的供應空氣和/或外部空氣系統(tǒng)中取得。
13.如權利要求1至12中任何一項所述的轉動式熱交換器，其特征在于，諸噴嘴裝置設置在外殼(2)上，通過該噴嘴裝置外殼或密封空氣可引導到轉子(3)的一軸承(10)上。
14.一種用于密封一轉動式熱交換器(1)的方法，其特征在于，在轉動式熱交換器(1)的一轉子(3)周緣處包圍該轉子(3)的一外殼(2)用外殼或密封空氣進行加壓，該外殼(2)內的外殼或密封空氣的壓力保持高于流過轉動式熱交換器(1)的轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，外殼(2)內的外殼或密封空氣被保持恒定。
16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，外殼(2)內的外殼或密封空氣的壓力值保持比流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值高出一恒定的壓差。
17.如權利要求14至16中任何一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)外殼(2)內的壓力值和/或流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值，控制或調節(jié)外殼(2)內的外殼或密封空氣的壓力值。
18.如權利要求14至17中任何一項所述的方法，其特征在于，用非臨界的外殼或密封空氣對外殼(2)加壓。
19.如權利要求14至18中任何一項所述的方法，其特征在于，布置在轉子(3)的端面(17、18)處的氣流分離裝置(19、20)從外殼(2)中用外殼或密封空氣接受供應。
20.如權利要求14至19中任何一項所述的方法，其特征在于，轉子(3)的沖洗楔形裝置(22)從外殼(2)中用作為沖洗空氣的外殼或密封空氣接受供應。
21.如權利要求14至20中任何一項所述的方法，其特征在于，外殼或密封空氣是溫度調節(jié)的。
22.如權利要求14至21中任何一項所述的方法，其特征在于，外殼或密封空氣取自轉動式熱交換器(1)的供應空氣和/或外部空氣系統(tǒng)。
23.如權利要求14至22中任何一項所述的方法，其特征在于，轉子(3)的軸承(10)受到外殼或密封空氣的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉動式熱交換器(1)，它具有可轉動地安裝的轉子(3)，轉子包括一用于外部空氣(5)和供應空氣(6)的第一流動扇形(4)以及一用于廢氣空氣(8)和排出空氣(9)的第二流動扇形(7)，該熱交換器通過轉子在轉動中運行，還具有一圍繞轉子圓周包圍轉子(3)的外殼(2)，由此提高轉子(3)的密封，圍繞轉子圓周的外殼(2)用外殼或密封空氣填充，由此外殼或密封空氣的壓力高于流過轉子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力。
文檔編號F24F3/14GK1802548SQ200480016057
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權日2003年6月13日
發(fā)明者N·斯特魯恩斯 申請人:克林根堡有限公司