本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的再生式熱交換器。

背景技術(shù)：

再生式熱交換器(例如再生式空氣預(yù)熱器)被用于各種類型的蒸汽發(fā)電廠中，以便利用離開鍋爐的煙道氣的剩余熱能來加熱被供給到鍋爐的燃燒空氣，從而增加發(fā)電廠的效率。在這點(diǎn)上，優(yōu)選地，根據(jù)容克原理，煙道氣流和至少一個(gè)氣流或燃燒氣流被定向成沿相反的方向在靜態(tài)的殼體內(nèi)穿過基本上為圓柱形狀的旋轉(zhuǎn)中間儲(chǔ)存塊。也被稱為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中間儲(chǔ)存塊將來自煙道氣扇區(qū)的熱能傳送到至少一個(gè)空氣扇區(qū)。

除了再生式熱交換器的熱容量之外，燃燒空氣出現(xiàn)到煙道氣中的泄露對(duì)熱交換器的效率來說具有顯著的影響。該泄露的相當(dāng)大部分由燃燒空氣組成，由于兩種氣體之間的壓力差，燃燒空氣在空氣扇區(qū)和煙道氣扇區(qū)的徑向邊界處流入煙道氣中。為了避免該泄露，所謂的密封框架被使用在殼體的徑向桿柱(spars)上，該密封框架意在起到徑向密封的作用。

一般地，這些密封框架分別由被固定安裝到殼體的板組成，該板通常沿徑向方向從轉(zhuǎn)子的中心延伸到轉(zhuǎn)子的邊緣，并且關(guān)于空氣扇區(qū)和煙道氣扇區(qū)與固定在轉(zhuǎn)子上的條帶或密封腹板共同產(chǎn)生密封效果。密封框架一般存在于轉(zhuǎn)子的頂側(cè)和下側(cè)上。有關(guān)密封框架的特殊需求來源于轉(zhuǎn)子在工作期間由于溫度的影響而變形的事實(shí)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子的頂側(cè)上的溫度比下側(cè)上的溫度更高，并且因此轉(zhuǎn)子在頂側(cè)上比在下側(cè)上膨脹地更多，所以轉(zhuǎn)子在工作期間彎曲。該沿軸向方向的彎曲可被描述為徑向位置的取決于轉(zhuǎn)子的熱膨脹系數(shù)α以及轉(zhuǎn)子的局部溫度的函數(shù)，出于近似的目的，轉(zhuǎn)子的局部溫度可等同于各個(gè)氣流(流入空氣量、流出空氣量、流入氣體量以及流出氣體量)的平均溫度。因此，轉(zhuǎn)子和密封框架之間的密封間隙的高度隨著工作溫度的增加而變化，并且密封間隙的好幾厘米的局部擴(kuò)大是正常的。為了調(diào)整該密封間隙，密封框架的位置一般會(huì)被重新調(diào)整。為此，現(xiàn)有技術(shù)中通常使用如下所述的兩種方法。

在第一變型中，剛性的密封框架(也被稱為扇形板)被使用，該密封框架可在工作期間沿軸向方向傾斜。這在圖1中作為示例被示出，圖1示出了作為熱交換器裝置的示例的再生式空氣預(yù)熱器1。僅局部視圖被示出，即轉(zhuǎn)子2沿徑向方向r的一半的橫截面視圖被示出。轉(zhuǎn)子2在工作期間已變得彎曲，并且轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離被布置在附圖的頂部處的熱側(cè)而變形，使得與轉(zhuǎn)子的在附圖的左部中示出的內(nèi)邊緣區(qū)域相比，轉(zhuǎn)子2的在附圖的右部中示出的外邊緣區(qū)域沿轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸線的方向進(jìn)一步向下懸浮。密封框架4被布置在轉(zhuǎn)子2上方，該密封框架在空氣預(yù)熱器的煙道氣扇區(qū)和空氣扇區(qū)之間沿徑向方向延伸，并且意在防止燃燒空氣在徑向邊界處從空氣扇區(qū)轉(zhuǎn)移到煙道氣扇區(qū)。然而，如在附圖中可見的，轉(zhuǎn)子2和密封框架4之間的密封間隙10不能通過僅使剛性密封框架傾斜來被充分地封閉，在這種情況下使得燃燒空氣的轉(zhuǎn)移不能被充分地阻止。所謂的條帶作為補(bǔ)償元件一般被安裝在轉(zhuǎn)子上，該條帶密封抵靠扇形板并被定向成使得：在轉(zhuǎn)子變形時(shí)，例如當(dāng)轉(zhuǎn)子在最大負(fù)載下工作時(shí)，它們在工作的初始狀態(tài)下形成直線。然而，該方法僅能設(shè)置最小的密封間隙以用于最大負(fù)載條件，而在所有其他的負(fù)載條件下，密封性能未達(dá)到最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。例如，在us2011/0061831a1、us2002/0112843a1、us6,155,209a、us6,119,764a以及us4,673,026a中描述了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

在第二變型中，具有沿半徑分布的若干調(diào)節(jié)點(diǎn)的可調(diào)節(jié)密封框架被使用。這在圖2中作為示例被示出，圖2表征了與圖1相同的詳細(xì)視圖。密封框架可在不同的調(diào)節(jié)點(diǎn)處變形以便在工作的每個(gè)狀態(tài)下在整個(gè)半徑上實(shí)現(xiàn)最小的密封間隙。例如，該變形可經(jīng)由諸如調(diào)節(jié)汽缸的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)。該調(diào)節(jié)裝置在圖2中未示出。另一方面，該變型的缺點(diǎn)在于增加的投資費(fèi)用以及眾多調(diào)節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜的控制。取決于密封框架的安裝，另一缺點(diǎn)可能在于密封框架在個(gè)別的調(diào)節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)“下垂”，因此，換句話說，當(dāng)沿徑向方向觀察時(shí)，個(gè)別的調(diào)節(jié)裝置之間不一定呈現(xiàn)出持續(xù)上升或持續(xù)下降的曲線，從而不會(huì)最優(yōu)地遵循彎曲轉(zhuǎn)子的形狀。為了防止這個(gè)，調(diào)節(jié)裝置的數(shù)量一般會(huì)額外地增加，該數(shù)量與可觀的成本增長以及增加的維護(hù)工作相關(guān)聯(lián)。例如，具有若干調(diào)整點(diǎn)的這種類型的設(shè)計(jì)在相同申請人的專利ep2458315a1中被描述。這里，滾柱系統(tǒng)被額外地提供，密封框架經(jīng)由該滾柱而放置在轉(zhuǎn)子上，并且該滾柱確保轉(zhuǎn)子和密封框架之間的最小間隔。

然而，從各自缺點(diǎn)的列表來看，很明顯地是先前所使用的方法并未提供最優(yōu)的解決方案，使得在每種情況下，仍有可能對(duì)密封框架進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種再生式熱交換器，該再生式熱交換器能夠使轉(zhuǎn)子和密封框架之間的密封間隙在不同的負(fù)載條件下具有更好的適應(yīng)性，并且尤其避免以上描述的先前已知的解決方案的缺點(diǎn)，而并不會(huì)極大地增加構(gòu)造上的工作和費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

該目的由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1和3的再生式熱交換器來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被提供。

在第一方面中，本發(fā)明因此涉及一種再生式熱交換器，該再生式熱交換器具有：被設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)子的蓄熱器，該轉(zhuǎn)子關(guān)于中心旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝；圍繞轉(zhuǎn)子的固定的殼體；用于轉(zhuǎn)子的密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件包括至少一個(gè)密封框架，該至少一個(gè)密封框架包括加強(qiáng)裝置且沿轉(zhuǎn)子的徑向方向延伸且朝向轉(zhuǎn)子的外側(cè)增寬，具體地，密封框架被布置在煙道氣扇區(qū)和空氣扇區(qū)之間；以及用于調(diào)節(jié)密封框架和轉(zhuǎn)子之間的距離的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置，該至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置與密封框架連接以用于使密封框架沿軸向方向彎曲。根據(jù)本發(fā)明，加強(qiáng)裝置被設(shè)計(jì)成使得密封框架沿其徑向方向的區(qū)域慣性矩基本上恒定，并且用于使密封框架沿軸向方向彎曲的至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置可相對(duì)于彼此沿相反的方向調(diào)節(jié)。

本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)，即：如果密封框架的區(qū)域慣性矩被選擇以使其對(duì)應(yīng)于或者至少近似于轉(zhuǎn)子在工作期間在期望的溫度和壓力下的熱彎曲性能，那么密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的密封間隙能夠以簡單的方式被調(diào)節(jié)，并且能夠被持續(xù)地保持為較小量。由于區(qū)域慣性矩的因子目前被首次使用，密封框架的彎曲性能得以被實(shí)現(xiàn)，該彎曲性能允許密封框架的最優(yōu)的彎曲，該最優(yōu)的彎曲適應(yīng)于僅具有非常少的調(diào)節(jié)裝置的轉(zhuǎn)子的變形。如果密封框架能夠以與轉(zhuǎn)子類似的方式沿其徑向延伸變形，那么僅密封間隙的最低限度的重新調(diào)節(jié)是必需的，并且，由于現(xiàn)有技術(shù)中所觀察到的下垂并不會(huì)由于密封框架的彎曲性能而發(fā)生，所以所述重新調(diào)節(jié)僅需要在非常少的調(diào)節(jié)點(diǎn)處完成。尤其地，根據(jù)本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)：密封框架的彎曲被尤其良好地調(diào)節(jié)成持續(xù)上升或者持續(xù)下降的曲線，以尤其適應(yīng)僅具有非常少的調(diào)節(jié)裝置的轉(zhuǎn)子的彎曲。因此，由于僅非常少的調(diào)節(jié)裝置被需要以用于調(diào)節(jié)密封間隙，所以這不僅減少了熱交換器在構(gòu)造上的工作以及制造成本，而且使工作期間的計(jì)算工作以及重新調(diào)整減到最小并且減少了故障的敏感性。另外，根據(jù)本發(fā)明，為了使密封框架具有最優(yōu)的彎曲，用于彎曲密封框架的至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置意在沿著相反的方向相對(duì)于彼此沿軸向方向可調(diào)節(jié)。因此，沿徑向方向彼此隔開的兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置能夠通過壓力和張力以至少部分地沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的軸向方向相反地加載密封框架。這允許密封框架的最優(yōu)彎曲，其中，密封框架沿軸向方向向外彎曲，并且因此，在參考平面中具有彎曲的形狀，其中轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線以及密封框架的沿徑向方向延伸的縱向軸線被定位在參考平面中。密封框架的沿具有相對(duì)少的調(diào)節(jié)裝置的密封框架的徑向方向延伸的該受控制的彎曲并且甚至很大程度上是彎曲，基本上是由于密封框架沿徑向方向的區(qū)域慣性矩的很大程度上是恒定的構(gòu)造的結(jié)果。

密封框架的尺寸以及區(qū)域慣性矩的計(jì)算可根據(jù)用于計(jì)算剛體的慣性的斯太納法則(steiner’srules)來完成。在這點(diǎn)上，已經(jīng)示出了：如果沿徑向方向基本上恒定的區(qū)域慣性矩被采納用于密封框架，那么轉(zhuǎn)子的彎曲性能與密封框架的非常好的相關(guān)性能夠被實(shí)現(xiàn)。這取決于被安裝到所謂的芯密封件的殼體框架中的密封框架，其向內(nèi)端鄰近于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線，該向內(nèi)端在下文中被稱為前端。在俯視圖中，密封框架的表面上的最窄的點(diǎn)也位于此處，而密封框架向外增寬，并且最寬的點(diǎn)位于所謂的末端，即鄰近于轉(zhuǎn)子的外邊緣。為了實(shí)現(xiàn)密封框架在該徑向延伸上的平滑區(qū)域慣性矩，彎曲阻力必須沿朝向密封框架的前端的方向增加。

以優(yōu)選的方式，對(duì)于限定的彎曲距的調(diào)節(jié)，尤其是基本恒定的區(qū)域慣性矩沿密封框架的徑向方向的調(diào)節(jié)可通過至少一個(gè)加強(qiáng)裝置來進(jìn)行，該至少一個(gè)加強(qiáng)裝置包括沿徑向方向延伸的加強(qiáng)條，并且被有利地布置在密封框架的密封板的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子朝向的外側(cè)上。因此，密封框架表示了密封板和加強(qiáng)元件的整體。相應(yīng)地，本發(fā)明進(jìn)一步包括一種再生式熱交換器，該再生式熱交換器具有：被設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)子的蓄熱器，該轉(zhuǎn)子關(guān)于中心旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝；圍繞轉(zhuǎn)子的固定的殼體；用于轉(zhuǎn)子的密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件包括具有加強(qiáng)裝置的至少一個(gè)密封框架，該密封框架沿轉(zhuǎn)子的徑向方向延伸并朝向轉(zhuǎn)子的外側(cè)增寬且具體被布置在煙道氣扇區(qū)和空氣扇區(qū)之間；以及用于調(diào)節(jié)密封框架和轉(zhuǎn)子之間的距離的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中，加強(qiáng)裝置包括至少一個(gè)加強(qiáng)條，該至少一個(gè)加強(qiáng)條沿徑向方向延伸并且具有沿徑向方向向外減小的高度和/或?qū)挾?。換句話說，加強(qiáng)條因此被設(shè)計(jì)成與密封框架的尤其為梯形的密封板的彎曲行為相反，并且尤其地，當(dāng)沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向方向觀察時(shí)，加強(qiáng)條沿向外的方向變得較弱。

優(yōu)選地，至少一個(gè)加強(qiáng)條從密封框架的鄰近于旋轉(zhuǎn)軸線的前端朝向密封框架的向外的末端延伸，并且尤其優(yōu)選地，它在密封框架的整個(gè)徑向長度上連續(xù)地延伸。這使密封框架在其前端的區(qū)域中能夠被加固，并且通常還可設(shè)想，加強(qiáng)條可甚至在到達(dá)密封框架的外邊緣之前終止。然而，如果加強(qiáng)條在密封框架的整個(gè)徑向長度延伸，那么這會(huì)是尤其優(yōu)選的。為了實(shí)現(xiàn)在密封框架的整個(gè)徑向延伸上的平滑區(qū)域慣性矩，至少一個(gè)加強(qiáng)條被設(shè)計(jì)使得其高度和/或?qū)挾?尤其是只有其高度)隨著距前端的距離的增加而減小。在這點(diǎn)上，加強(qiáng)條的高度的變化(即其沿?zé)峤粨Q器的軸向方向的延伸)是尤其有效的，這是由于與寬度延伸相比，該值以更大的冪參與到斯太納定理中。

密封框架的平滑區(qū)域慣性矩可僅通過一個(gè)加強(qiáng)條或者還可通過多個(gè)加強(qiáng)條來調(diào)節(jié)，該多個(gè)加強(qiáng)條在密封框架的密封板的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子朝向的表面上沿徑向方向完全或部分地延伸穿過密封框架。優(yōu)選地，所有的加強(qiáng)條在密封框架的整個(gè)徑向長度延伸，和/或彼此具有相同的角距離。尤其優(yōu)選地，總共存在三個(gè)加強(qiáng)條，其中兩個(gè)加強(qiáng)條沿密封框架的外側(cè)延伸，并且第三個(gè)加強(qiáng)條基本居中地在兩個(gè)外部加強(qiáng)條之間延伸。在這點(diǎn)上，“基本居中”意思是指密封框架在密封框架的前端和末端之間的相應(yīng)位置處距離正中心的總寬度的多達(dá)10％的偏差。尤其優(yōu)選地，所有的加強(qiáng)條具有高度和/或?qū)挾鹊乃鲎兓?，并且尤其地，僅高度沿它們各自的徑向延伸的方向變化。當(dāng)然，這意味著個(gè)別加強(qiáng)條的高度和/或?qū)挾鹊淖兓贿x擇使得密封框架所得到的區(qū)域慣性矩沿徑向方向基本上恒定。

在本發(fā)明的優(yōu)選的變型中，至少一個(gè)加強(qiáng)條的高度和/寬度沿徑向方向從內(nèi)向外連續(xù)地減小。以這種方式，區(qū)域慣性矩的尤其準(zhǔn)確且一致的調(diào)節(jié)可沿密封框架的延伸的徑向方向進(jìn)行。然而，至少一個(gè)加強(qiáng)條的高度的階梯狀減小通常也是可能的。尤其地，至少一個(gè)加強(qiáng)條可由具有不同恒定高度的多個(gè)區(qū)段組成。由于階梯狀的變化，密封框架在其徑向延伸上的恒定區(qū)域慣性矩的完全精確的調(diào)節(jié)不再是可能的。然而，即使沿徑向方向的該區(qū)域慣性矩不完全一致，它完全足夠用于使本發(fā)明成功。相應(yīng)地，“基本恒定的區(qū)域慣性矩”在本發(fā)明的含義中也意在包括沿密封框架的徑向方向的區(qū)域慣性矩的最大值的多達(dá)25％的偏差，尤其是多達(dá)15％的偏差，優(yōu)選地該偏差不超過10％，并且尤其地，該偏差不超過5％。

如前所述，根據(jù)本發(fā)明，所使用的密封框架在它們的前端比在它們的末端具有更小的寬度。優(yōu)選地，當(dāng)在俯視圖中沿軸向方向觀察時(shí)，所使用的密封框架是梯形的或者近似于梯形。密封框架的這些形狀大體上已經(jīng)是眾所周知的。在尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，它們被設(shè)計(jì)成使得它們在轉(zhuǎn)子的每個(gè)環(huán)中覆蓋相同數(shù)量的小室，同樣以已知的方式，假設(shè)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)徑向壁以及中間儲(chǔ)存元件，該中間儲(chǔ)存元件形成被細(xì)分成小室的同心環(huán)的結(jié)構(gòu)。這種密封框架另外還包括密封板，該密封板是沿徑向方向延伸的平坦的單件式或多件式的板元件，并且該密封板最終產(chǎn)生密封框架的密封效果。

除了根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)裝置和/或區(qū)域慣性矩的相應(yīng)選擇之外，根據(jù)本發(fā)明所使用的密封框架可以以其在現(xiàn)有技術(shù)中已知的基本結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)。因此，例如，能夠進(jìn)一步提供橫向于沿徑向方向延伸的加強(qiáng)條延伸的加強(qiáng)肋。此外，密封框架也可以以現(xiàn)有技術(shù)中已知的方式被附接。典型地，在這點(diǎn)上，密封框架的前端被附接到轉(zhuǎn)子殼體的所謂的芯密封件。例如，與所謂的芯調(diào)節(jié)點(diǎn)的附接是通過單個(gè)調(diào)節(jié)裝置來進(jìn)行的，通過單個(gè)調(diào)節(jié)裝置，密封框架的前端關(guān)于芯密封件被首先設(shè)置到期望的高度，并且隨后被固定以使其高度不能被改變。在工作期間，該芯調(diào)節(jié)點(diǎn)處不再發(fā)生高度調(diào)節(jié)，由于芯調(diào)節(jié)點(diǎn)處不能進(jìn)行調(diào)節(jié)以用于彎曲密封板，故而這是芯調(diào)節(jié)裝置不被認(rèn)為是根據(jù)本發(fā)明的裝置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分的原因。

在替代性實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括被連接到密封框架以用于使密封框架沿軸向方向彎曲的至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置，其中，所述至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置中的一個(gè)具體位于密封框架的末端，或在末端處與密封框架接合，并且，如沿著徑向方向看到的，另一調(diào)節(jié)裝置被近似居中地布置或接合在密封框架的前端和末端之間。此外，本發(fā)明的意圖在于至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置可沿相反的方向調(diào)節(jié)，例如，沿豎直方向向上或向下調(diào)節(jié)，或者關(guān)于彼此在密封框架上相反作用，特別地，通過分別施加壓力和張力來加載密封框架。因此，通過非常少的調(diào)節(jié)裝置，密封框架的定向彎曲并且尤其是密封框架的密封板沿徑向方向的定向彎曲可被實(shí)現(xiàn)并且密封框架在調(diào)節(jié)裝置之間的下垂仍被可靠地避免。定向意思是指密封框架的彎曲被修改成盡可能接近轉(zhuǎn)子沿徑向方向的變形。通過該調(diào)節(jié)裝置，在工作期間密封框架距轉(zhuǎn)子的距離可被重新調(diào)節(jié)以便在轉(zhuǎn)子和密封框架之間維持一致的最小的密封間隙。如已描述的，一致的區(qū)域慣性矩在根據(jù)本發(fā)明的密封框架的徑向延伸上的調(diào)節(jié)允許僅使用較少的調(diào)節(jié)裝置，并且密封間隙的最優(yōu)調(diào)節(jié)可通過至少兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)，這是由于在工作期間密封件能夠與轉(zhuǎn)子非常類似地進(jìn)行變形。在每種情況下，每個(gè)密封框架一般需要不超過兩個(gè)的調(diào)節(jié)裝置，以便在密封框架和轉(zhuǎn)子之間提供良好的密封能力。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的再生式熱交換器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)因此使每個(gè)密封框架確切地(exactly)具有兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置，如沿徑向方向所看到的，第一調(diào)節(jié)裝置位于密封框架的末端上，并且另一調(diào)節(jié)裝置近似于居中地布置在前端和末端之間。一般在之前描述的芯調(diào)節(jié)點(diǎn)處也存在調(diào)節(jié)裝置，然而，該調(diào)節(jié)裝置不是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分，在再生式熱交換器的工作期間，密封框架通過該調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生彎曲。此外，調(diào)節(jié)裝置可被彼此反向地調(diào)節(jié)，例如，使得密封框架能夠懸浮于調(diào)節(jié)裝置，尤其地，中心調(diào)節(jié)裝置能夠沿豎直方向?qū)⑾蛏现赶虻膹埩κ┘拥矫芊饪蚣苌?，并且如沿著徑向方向看到的，在向外末端處與密封框架接合的調(diào)節(jié)裝置能夠沿豎直方向?qū)⑾蛳碌膲毫κ┘拥矫芊饪蚣苌?。以這種方式，沿徑向方向延伸的密封框架(并且尤其是密封板)的定向且統(tǒng)一的彎曲能夠被實(shí)現(xiàn)，這只有通過區(qū)域慣性矩沿徑向方向的基本恒定的構(gòu)造才可能實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)裝置意思是指用于調(diào)節(jié)密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的密封間隙的裝置，該裝置被布置在距密封框架的前端預(yù)定的徑向距離處。調(diào)節(jié)單元可在密封框架上作用于多個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)，例如，這些調(diào)節(jié)點(diǎn)在距密封框架的前端大約相同的徑向距離處位于與密封框架的外邊緣鄰近的位置。這種調(diào)節(jié)裝置在現(xiàn)有技術(shù)中大體上是已知的，并且能夠不需要改動(dòng)而用于根據(jù)本發(fā)明的熱交換器。例如，氣動(dòng)的、電動(dòng)機(jī)械的或者手動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置可被使用。重要的是，調(diào)節(jié)裝置在密封框架上產(chǎn)生壓力和/或張力負(fù)載，并且至少在有限的程度上可被線性地調(diào)節(jié)，尤其是沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向可被線性地調(diào)節(jié)。為了測量密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的距離，同樣在現(xiàn)有技術(shù)中已知的傳感器可被使用。例如，合適的傳感器包括感應(yīng)式傳感器、電容式傳感器、光學(xué)傳感器、接觸式傳感器或壓力測量傳感器。

本發(fā)明包括的熱交換器僅具有被布置在轉(zhuǎn)子的一個(gè)側(cè)部上的單個(gè)密封框架。然而，典型地，多個(gè)密封框架(例如兩個(gè)或三個(gè)密封框架)被設(shè)置在轉(zhuǎn)子一側(cè)上。此外，一般地，密封框架不僅被布置在轉(zhuǎn)子的一個(gè)側(cè)部上，而且被布置在轉(zhuǎn)子的兩個(gè)側(cè)部上。有利地，所有的密封框架根據(jù)本發(fā)明而被設(shè)計(jì)。調(diào)節(jié)裝置被操作成使得轉(zhuǎn)子的頂側(cè)上的一個(gè)調(diào)節(jié)裝置位于密封框架的跟部區(qū)域，并根據(jù)轉(zhuǎn)子曲率將壓力施加到密封框架上，而下側(cè)上的調(diào)節(jié)裝置相應(yīng)地將張力施加到密封框架上。如果另外的調(diào)節(jié)裝置在中心區(qū)域中被設(shè)置在密封框架的前端和末端之間，那么轉(zhuǎn)子的頂側(cè)上的調(diào)節(jié)裝置被構(gòu)造成將張力施加到密封框架上，而位于下側(cè)的調(diào)節(jié)裝置將壓力施加到密封框架上。通過不同的調(diào)節(jié)裝置與根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的密封框架的相互作用，密封間隙得以尤其精確地適應(yīng)于轉(zhuǎn)子表面，并且因此，密封框架和轉(zhuǎn)子之間的良好的密封效果是可能的，而且與現(xiàn)有技術(shù)相比，不會(huì)相當(dāng)大地增加構(gòu)造上的工作和費(fèi)用。相反地，僅最小數(shù)量的調(diào)節(jié)裝置是必需的。

附圖說明

本發(fā)明將在下文中參考附圖進(jìn)行更詳細(xì)的描述。附圖僅用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而本發(fā)明絕不受限于這些實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)特別注意的是，只要沒有出現(xiàn)技術(shù)矛盾，參考附圖所描述的示例性實(shí)施例的特征可彼此結(jié)合。附圖純屬示意性的并且并非按比例繪制。在附圖中，類似的組件通過類似的附圖標(biāo)記來表示，在一些情況下，在附圖中重復(fù)出現(xiàn)的組件的重復(fù)表示被省略。在示意性的附圖中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的密封間隙；

圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的密封間隙的另一示例；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的再生式熱交換器沿軸向方向的俯視圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的再生式熱交換器的密封框架的透視圖；

圖5示出了具有用于根據(jù)本發(fā)明的再生式熱交換器的多個(gè)密封框架的密封構(gòu)件的透視圖；

圖6a至圖6c示出了徑向延伸的加強(qiáng)條的若干變型的側(cè)視圖；

圖7a和圖7b示出了徑向延伸的加強(qiáng)條的若干變型的俯視圖；以及

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的細(xì)節(jié)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器1沿軸向方向d的俯視圖。被構(gòu)造成轉(zhuǎn)子2的蓄熱器被固定的殼體3所圍繞，關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線d可旋轉(zhuǎn)地安裝并且基本上如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣被構(gòu)造。蓄熱元件8圍繞轉(zhuǎn)子芯23被布置在同心環(huán)9中。這些環(huán)9被從轉(zhuǎn)子芯向外延伸的徑向壁7所細(xì)分。穿過熱交換器1的不同溫度流的多個(gè)氣體體積流基本平行于旋轉(zhuǎn)軸線d，但是是沿相反的方向。例如，這些氣體體積流可以是熱煙道氣流以及一個(gè)或多個(gè)冷燃燒空氣流。相應(yīng)地，在所示的示例中，熱交換器1包括一個(gè)煙道氣扇區(qū)11以及兩個(gè)空氣扇區(qū)12、13。在各個(gè)小室91之間并因此也在煙道氣扇區(qū)11和空氣扇區(qū)12、13之間的氣體的直接交換通過徑向壁7被阻止。在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，蓄熱元件8吸收來自煙道氣扇區(qū)11中的最初更熱的煙道氣流的熱能，并且隨后將所述熱能驅(qū)散到空氣扇區(qū)12、13中的最初更冷的空氣流中。以這種方式，熱能能夠在氣流之間轉(zhuǎn)移。

為了避免由各個(gè)扇區(qū)11、12、13之間的不期望的氣體交換造成的能量損失，殼體3還包括用于轉(zhuǎn)子2的密封構(gòu)件，除此之外，還包括多個(gè)密封框架4，該多個(gè)密封框架各自沿徑向方向密封抵靠轉(zhuǎn)子2的頂側(cè)和下側(cè)并在扇區(qū)邊界上延伸。另外，密封構(gòu)件還包括連接到轉(zhuǎn)子芯23的芯密封件31，以及轉(zhuǎn)子2的外邊緣上的軸向密封件，雖然這些并未在這里示出。

密封框架4各自包括近似于梯形的形狀，并且沿從熱交換器1的中心朝向邊緣的方向增寬，即，密封框架4的橫截面隨著距旋轉(zhuǎn)軸線d的距離的增加而增大。密封框架4各自包括沿徑向方向延伸的密封板4’，該密封板具有基本封閉的表面并以扇形的方式被形成。與密封板4’連接的加強(qiáng)系統(tǒng)6確保密封框架4自身具有限定的區(qū)域慣性矩，該限定的區(qū)域慣性矩為密封框架提供沿徑向方向的彎曲矩，該彎曲矩近似于轉(zhuǎn)子在工作溫度和壓力下的彎曲行為。由于該構(gòu)造，僅需要最小數(shù)量的調(diào)節(jié)裝置，以用于在工作期間在轉(zhuǎn)子和密封框架之間(尤其在轉(zhuǎn)子和密封板4’之間)設(shè)置統(tǒng)一且最小的密封間隙。密封框架在個(gè)別調(diào)節(jié)點(diǎn)之間的“下垂”通過加強(qiáng)裝置6來防止，并且尤其還通過密封框架4的沿徑向方向基本恒定的區(qū)域慣性矩來防止。盡管僅轉(zhuǎn)子的頂側(cè)(熱側(cè))在這里被示出，但是密封框架還可以以相應(yīng)的方式被布置在轉(zhuǎn)子的下側(cè)(冷側(cè))。

密封框架4的結(jié)構(gòu)在圖4中被詳細(xì)地示出。具有加強(qiáng)條61、62、63的加強(qiáng)裝置6被布置在密封框架4的密封板4’的頂側(cè)42上，該密封框架的表面在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子朝向的側(cè)部上橫向于旋轉(zhuǎn)軸線延伸。加強(qiáng)條61、62、63從前端43連續(xù)地延伸到密封框架4的末端44。密封條62和63直接沿密封框架4的外側(cè)延伸，而加強(qiáng)條61在密封條62和63之間的中心延伸。此外，橫向于加強(qiáng)條延伸的多個(gè)橫向肋64被提供。在密封框架4的整個(gè)徑向延伸上的區(qū)域慣性矩的調(diào)節(jié)通過加強(qiáng)條61和63來進(jìn)行，這將在下文中更詳細(xì)地說明。

為了使密封框架4適應(yīng)轉(zhuǎn)子并最大程度地適用于轉(zhuǎn)子和密封框架之間的密封間隙的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，存在調(diào)節(jié)系統(tǒng)5，在這種情況下，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置53、53’構(gòu)成。另一調(diào)節(jié)單元51位于密封框架的前端43。然而，調(diào)節(jié)單元51不是調(diào)節(jié)系統(tǒng)5的組件，但僅用于對(duì)密封框架的前端43進(jìn)行調(diào)節(jié)并將其附接到芯密封件31，并且在工作期間不再進(jìn)行調(diào)節(jié)。兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置53、53’被布置在距密封框架4的前端43不同的徑向距離處。第一調(diào)節(jié)裝置53直接位于密封框架4的末端44，而第二調(diào)節(jié)裝置53’居中地位于第一調(diào)節(jié)裝置53和密封框架的前端43之間。每個(gè)調(diào)節(jié)裝置53、53’作用于兩個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)52，這兩個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)以較小的距離位于與密封框架4的外邊緣鄰近的位置。以這種方式，密封框架4的扭轉(zhuǎn)、自由上下運(yùn)動(dòng)以及彎曲是可能的。密封框架的通過調(diào)節(jié)裝置53、53’來調(diào)整密封間隙的彎曲是通過控制裝置進(jìn)行的，該控制裝置接收由傳感器傳送的密封框架和轉(zhuǎn)子表面之間的距離值，該傳感器被定位成靠近相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置?？刂葡到y(tǒng)自身在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。傳感器也因此而未被示出。以這種方式，密封框架4總能夠被彎曲，使得即使在不同的負(fù)載條件下并且隨后還在轉(zhuǎn)子2的不同曲率下，具有基本恒定的寬度的密封間隙10被設(shè)置在密封框架4和轉(zhuǎn)子2之間。另外，由于區(qū)域慣性矩的基本恒定的配置，盡管密封框架4的極少數(shù)安裝點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)下垂，但框架4的局部下垂實(shí)際上不會(huì)再出現(xiàn)。

圖5示出了密封構(gòu)件的整體構(gòu)造，該密封構(gòu)件用于具有三個(gè)密封框架4的轉(zhuǎn)子2的頂側(cè)。轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸線d在中心延伸，芯密封件31密封轉(zhuǎn)子芯23。通過與芯密封件31連接的三個(gè)密封框架4，熱交換器的彼此密封的三個(gè)扇區(qū)11、12、13可被形成，以便例如在發(fā)電站中使用期間使煙道氣扇區(qū)11中的廢氣流vg與兩個(gè)空氣扇區(qū)12、13中的空氣流vl彼此隔開。

以下附圖詳細(xì)地集中于徑向延伸的加強(qiáng)條61、62、63的設(shè)計(jì)。圖6a至圖6c示出了關(guān)于加強(qiáng)條的不同高度輪廓的變型，這里使用中心加強(qiáng)條61作為示例。高度方向?qū)?yīng)于熱交換器的軸向方向。高度輪廓的左側(cè)對(duì)應(yīng)于密封框架4的前端43。因此，加強(qiáng)條61的高度沿朝向密封框架的末端44的方向從前端減小。沿徑向方向r連續(xù)減小尤其是以多項(xiàng)式減小的高度輪廓在圖6a中示出。從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)來看，該高度輪廓最精確地對(duì)應(yīng)于如下的輪廓，即中心加強(qiáng)條61通過該輪廓來補(bǔ)償另外的平坦的梯形密封框架4的區(qū)域慣性矩，使得該中心加強(qiáng)條61沿徑向方向具有恒定的演變。與此相反，圖6b示出了具有對(duì)應(yīng)于與前述的數(shù)學(xué)輪廓近似的線性傾斜的高度輪廓的加強(qiáng)條61。在圖6c中，加強(qiáng)條61的高度沿徑向方向r分段減小的變型被示出。該最后示出的變型具有的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠以尤其簡單且經(jīng)濟(jì)有效的方式來實(shí)施。圖6中示出的所有輪廓具有的共同特征在于在密封框架中使用具有這種高度輪廓的加強(qiáng)條，導(dǎo)致沿其徑向延伸的方向產(chǎn)生基本上恒定的區(qū)域慣性矩，而該區(qū)域慣性矩正如在上文中限定以用于本發(fā)明的語境的區(qū)域慣性矩。如圖4所示，如果密封框架中使用多個(gè)加強(qiáng)條，那么所有的這些加強(qiáng)條的高度輪廓共同起作用，使得沿徑向方向得到基本恒定的區(qū)域慣性矩。

對(duì)于該高度的變型替代地或附加地，加強(qiáng)條沿徑向方向的橫截面的另一變型也是可能的，以便在徑向延伸時(shí)實(shí)現(xiàn)恒定的區(qū)域慣性矩。盡管高度的改變比寬度的改變更為有效，但是該變型也是可以設(shè)想的并在圖7a中示出。在這種情況下，根據(jù)僅作為示例采納的圖7a，線性減小的寬度輪廓被提供。這里，寬度b描述了加強(qiáng)條沿垂直于軸向方向d以及徑向方向r的方向的延伸。期望的效果也可通過另外的減小的寬度輪廓來實(shí)現(xiàn)，例如，該另外的減小的寬度輪廓為指數(shù)地、多項(xiàng)式地或者分段地減小的寬度輪廓。然而，圖7b示出了線性恒定的寬度輪廓，該寬度輪廓尤其適于與圖6a至圖6c中所示的高度輪廓結(jié)合以用于加強(qiáng)條61。當(dāng)然，通常來說，諸如圖7a中所示的線性減小的寬度輪廓也可與圖6a至圖6c的高度輪廓結(jié)合，以便實(shí)現(xiàn)使密封框架4的區(qū)域慣性矩沿徑向方向基本恒定的期望效果。

最后，圖8再次示出了轉(zhuǎn)子2的部分橫截面以及用于再生式熱交換器1的一側(cè)的密封框架4，所示的詳細(xì)視圖僅示出了轉(zhuǎn)子2的一側(cè)以及沿徑向方向延伸的橫截面。該附圖示出了工作中的熱交換器1，換句話說，示出了處于負(fù)載狀態(tài)的熱交換器1，該負(fù)載狀態(tài)可尤其通過在高溫負(fù)載的情況下發(fā)生變形的轉(zhuǎn)子2來識(shí)別。由于轉(zhuǎn)子2的頂側(cè)處的更高的溫度，該轉(zhuǎn)子的頂側(cè)經(jīng)受比下側(cè)更強(qiáng)的膨脹，因此轉(zhuǎn)子2向下彎曲。轉(zhuǎn)子2的頂側(cè)以凸出的方式彎曲，而轉(zhuǎn)子2的下側(cè)具有內(nèi)凹的曲率。盡管這里僅在頂側(cè)上示出了密封框架，但密封框架被設(shè)置在轉(zhuǎn)子的頂側(cè)和下側(cè)上。在調(diào)節(jié)裝置53、53’的輔助下，密封框架4在調(diào)節(jié)點(diǎn)52處彎曲，使得密封間隙10在轉(zhuǎn)子2的整個(gè)徑向延伸上被優(yōu)化，并且統(tǒng)一為較小量。為此，中心調(diào)節(jié)裝置53’將張力f1施加到密封框架4上，同時(shí)外調(diào)節(jié)裝置53施加壓力f2。因此，兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置53、53’沿相反的方向起作用，使得密封框架4以期望的方式彎曲。在密封框架處于轉(zhuǎn)子的下部側(cè)的情況下，該情形將被反向，中心調(diào)節(jié)裝置將施加壓力，而外調(diào)節(jié)裝置將施加張力。