專利名稱：轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器和密封該熱交換器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器和一種密封如此一轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器用的方法，該熱交換器具有一轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子和一在轉(zhuǎn)子周緣包圍住轉(zhuǎn)子的外殼，該轉(zhuǎn)子具有一用于從外部和供應(yīng)空氣的第一流動(dòng)扇形以及一用于廢氣和排出空氣的第二流動(dòng)扇形，通過(guò)該轉(zhuǎn)子熱交換器在轉(zhuǎn)動(dòng)中運(yùn)行。
對(duì)于已知的這種類型的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，周緣密封件設(shè)置在轉(zhuǎn)子與包圍轉(zhuǎn)子的外殼之間，位于轉(zhuǎn)子的前端面和轉(zhuǎn)子的后端面處，借助于該周緣密封件阻止空氣從流過(guò)轉(zhuǎn)子進(jìn)入外殼內(nèi)的氣流中退出。由于轉(zhuǎn)子相對(duì)于包圍轉(zhuǎn)子的外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，在該類型的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的運(yùn)行過(guò)程中，一方面在轉(zhuǎn)子和另一方面在外殼總是發(fā)生它們之間的相當(dāng)?shù)男孤?，這可導(dǎo)致空氣從流過(guò)轉(zhuǎn)子的氣流中退出轉(zhuǎn)子。
這可導(dǎo)致通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器提供給房間的供應(yīng)空氣不理想地開(kāi)始受到污染。
本發(fā)明以該問(wèn)題為基礎(chǔ)提出了一種轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器和一種密封這樣一轉(zhuǎn)動(dòng)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(wèn)題通過(guò)以下的方法予以解決包圍轉(zhuǎn)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(guò)轉(zhuǎn)子的氣流壓力。由于外殼用過(guò)壓下的外殼空氣或密封空氣進(jìn)行加壓，外殼內(nèi)的壓力值總是保持高于流過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的轉(zhuǎn)子的氣流的壓力值。因此，能夠防止外部和供應(yīng)空氣與通過(guò)外殼的廢氣和排出空氣混合。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的情形中，顯然也可設(shè)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(zhuǎn)動(dòng)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器轉(zhuǎn)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(guò)轉(zhuǎn)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(duì)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(guò)壓總是存在于外殼內(nèi)。
外殼內(nèi)的過(guò)壓可借助于一外部的或內(nèi)部的壓力源有利地產(chǎn)生。
根據(jù)一優(yōu)選的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器包括一控制和調(diào)節(jié)裝置，利用該裝置根據(jù)測(cè)量外殼內(nèi)壓力的一壓力傳感器和/或測(cè)量流過(guò)轉(zhuǎn)子的氣流的一壓力傳感器的信號(hào)可控制和調(diào)節(jié)壓力源的操作。因此，根據(jù)外殼內(nèi)壓力值(它是基于一設(shè)定點(diǎn)的壓力)和/或流過(guò)轉(zhuǎn)子的氣流的壓力值，可控制或調(diào)節(jié)外殼內(nèi)的外殼或密封空氣的壓力值。
尤其是，在有些使用場(chǎng)所和應(yīng)用情形中，其中，廢氣或排出空氣中存在電荷和復(fù)合物，它們可引起爆炸的危險(xiǎn)，則有利的是用非臨界的外殼或密封空氣來(lái)對(duì)外殼加壓，因?yàn)閺U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(hù)裝置，例如在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的燃燒區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的一優(yōu)選實(shí)施例設(shè)置氣流分離裝置，在兩個(gè)流動(dòng)扇形(flow sector)之間在轉(zhuǎn)子的諸端面處沿直徑方向運(yùn)行，所述氣流分離裝置連接于外殼并能借助于外殼內(nèi)的外殼或密封空氣來(lái)供應(yīng)一密封氣流。在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)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(fēng)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(nèi)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(shè)置在轉(zhuǎn)子的端面處，在直接布置在用于外部和供應(yīng)空氣的流動(dòng)扇形的前面(沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向)的、用于廢氣和排出空氣的流動(dòng)扇形的區(qū)域內(nèi)，則對(duì)于供應(yīng)沖洗楔形裝置來(lái)說(shuō)也可能省略一單獨(dú)的風(fēng)扇。
如果根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器根據(jù)一優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)置有一溫度調(diào)節(jié)裝置，則借助于該調(diào)節(jié)裝置外殼或密封空氣(例如為了防凍)可以進(jìn)行溫度調(diào)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(nèi)冷凝液的形成。外殼或密封空氣可以直接的方式從轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的供應(yīng)和/或外部空氣系統(tǒng)中取得。
為了突出優(yōu)點(diǎn)，諸噴嘴裝置設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的外殼上，通過(guò)這些噴嘴裝置外殼或密封空氣可被引導(dǎo)到轉(zhuǎn)子的一軸承上。其結(jié)果是以相對(duì)少的費(fèi)用就可保持轉(zhuǎn)子軸承的干燥。
下面將參照附圖，借助于一實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地解釋本發(fā)明，在諸附圖中


圖1示出根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的視圖；以及圖2示出流過(guò)根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的一轉(zhuǎn)子的氣流以及密封和沖洗氣流與根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1具有一外殼2，在所示實(shí)施例中其外部輪廓近似為正方形。
在轉(zhuǎn)子3的周緣處外殼2包圍轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的一轉(zhuǎn)子3。
轉(zhuǎn)子3具有一第一流動(dòng)扇形4，如圖2所示，外部空氣5和供應(yīng)空氣6流過(guò)第一流動(dòng)扇形。外部空氣5和供應(yīng)空氣6的氣流在圖2中用箭頭表示。
此外，轉(zhuǎn)子3具有一第二流動(dòng)扇形7，廢氣空氣8和排出空氣9沿與外部空氣5和供應(yīng)空氣6相對(duì)的方向流過(guò)第二流動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器的轉(zhuǎn)子3布置成可圍繞一軸承或轂10轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)外殼2加壓，具體來(lái)說(shuō)，該壓力高于流過(guò)轉(zhuǎn)子3的氣流5、6；8、9中的壓力值。其結(jié)果是，防止廢氣空氣8和排出空氣9沿徑向向外方向從轉(zhuǎn)子3流出。對(duì)應(yīng)地，也防止外部空氣5和供應(yīng)空氣6沿徑向向內(nèi)方向從轉(zhuǎn)子3流出。用箭頭12表示并相對(duì)于轉(zhuǎn)子3沿徑向向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的密封氣流12，進(jìn)入到由外部空氣5和供應(yīng)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(nèi)。一用于轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的控制的腔室空氣密封形成，即由過(guò)壓下的外殼2所形成。
周緣密封件15、16分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子3的周緣和包圍轉(zhuǎn)子3的外殼2的前側(cè)13之間并對(duì)應(yīng)地設(shè)置在外殼2的后側(cè)14。在一方面的外殼2與另一方面的轉(zhuǎn)子3之間的泄漏在轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)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(cè)13和后側(cè)14，這樣，轉(zhuǎn)子3的外周緣相對(duì)于這些周緣密封件15、16移動(dòng)。
外殼的壓力或外殼2內(nèi)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(guò)轉(zhuǎn)子3的氣流5、6；8、9的壓力值?；蛘撸煽刂坪驼{(diào)節(jié)外殼的壓力或外殼2內(nèi)的密封空氣的壓力，以使該壓力總是比流過(guò)轉(zhuǎn)子3的氣流5、6；8、9的壓力值高出一預(yù)定的壓力差。
借助于圖中未示出的一控制和調(diào)節(jié)裝置，它包括一布置在外殼2內(nèi)的壓力傳感器和一用于探測(cè)外部空氣5和供應(yīng)空氣6內(nèi)的壓力以及廢氣空氣8和排出空氣9內(nèi)的壓力的壓力傳感器。根據(jù)這些壓力傳感器的信號(hào)控制或調(diào)節(jié)外殼2內(nèi)的壓力。一外殼2內(nèi)的設(shè)定壓力，或外殼2內(nèi)的壓力和氣流5、6；8、9內(nèi)的壓力之間的壓差，可用作為一目標(biāo)幅值。
如果從復(fù)合的觀點(diǎn)來(lái)看是臨界的至少一空氣流流過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的轉(zhuǎn)子3，則用非臨界的外殼或密封空氣來(lái)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(fù)合造成的危險(xiǎn)，例如爆炸的危險(xiǎn)。
一水平地和對(duì)角線地在轉(zhuǎn)子3上延伸的氣流分離裝置19和20分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子3的兩個(gè)端面17、18。兩個(gè)氣流分離裝置19和20被設(shè)計(jì)為好像是中心橫檔(centralcrosspiece)，其內(nèi)部的空間與外殼2的內(nèi)部空間連通，以使用過(guò)壓下的外殼或密封空氣對(duì)兩個(gè)氣流分離裝置19和20加壓。從兩個(gè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子的端面18處可防止供應(yīng)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(zhuǎn)子3的端面17處。該沖洗楔形裝置引導(dǎo)用箭頭23表示的沖洗氣流通過(guò)轉(zhuǎn)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(dòng)扇形7流出的共同轉(zhuǎn)動(dòng)(co-rotating)的空氣被阻止流入轉(zhuǎn)子3的、被分配給外部空氣5和供應(yīng)空氣6的第一流動(dòng)扇形4。由于如圖1和2所示的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，沖洗的楔形裝置22如同兩個(gè)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(guò)外殼或密封空氣被輸送。
此外，如圖1和2所示的轉(zhuǎn)動(dòng)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(diào)節(jié)裝置，借助于該裝置外殼2內(nèi)的外殼或密封空氣的溫度完全是可以被調(diào)節(jié)的。當(dāng)需要有某種溫度條件以防止轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1凍結(jié)時(shí)，上述加熱裝置是特別有利的。
外殼或密封空氣可取自轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的供應(yīng)空氣系統(tǒng)或外部空氣系統(tǒng)。
外殼2可設(shè)置有諸噴嘴裝置(未在圖1和2中示出)，通過(guò)這些噴嘴裝置轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1的轉(zhuǎn)子3的軸承或轂10可保持干燥。尤其是在轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器1中流過(guò)轉(zhuǎn)子3的氣流5、6；8、9承受潮氣時(shí)這是特別地重要。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)，該熱交換器(1)具有一轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子(3)和一外殼(2)，該轉(zhuǎn)子具有一用于外部空氣(5)和供應(yīng)空氣(6)的第一流動(dòng)扇形(4)以及一用于廢空氣(8)和排出空氣(9)的第二流動(dòng)扇形(7)，該熱交換器通過(guò)該轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)中運(yùn)行，而該外殼(2)在轉(zhuǎn)子周緣包圍住轉(zhuǎn)子(3)，其特征在于包圍轉(zhuǎn)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(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)子(3)的周緣與另一方面的外殼(2)之間。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力高出一恒定的壓差。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，對(duì)于外部或內(nèi)部壓力源，借助于該壓力源可在外殼(2)內(nèi)產(chǎn)生過(guò)壓。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，包括一控制和調(diào)節(jié)裝置，利用該裝置根據(jù)測(cè)量外殼(2)內(nèi)壓力的一壓力傳感器和/或測(cè)量流過(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力的一壓力傳感器的信號(hào)可控制和調(diào)節(jié)壓力源的操作。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jìn)行加壓。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，設(shè)置氣流分離裝置(19、20)，在兩個(gè)流動(dòng)扇形(4、7)之間在轉(zhuǎn)子(3)的諸端面(17、18)處沿直徑方向運(yùn)行，所述氣流分離裝置連接于外殼(2)并能借助于外殼(2)內(nèi)的外殼或密封空氣來(lái)供應(yīng)一密封氣流(21)。
10.如權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)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(nèi)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(shè)置在轉(zhuǎn)子(3)的端面(17)處在用于廢氣空氣(8)和排出空氣(9)的流動(dòng)扇形(7)的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域布置在——沿著轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(11)——直接在用于外部空氣(5)和供應(yīng)空氣(6)的流動(dòng)扇形(4)的前面()。
11.如權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，設(shè)置有一溫度調(diào)節(jié)裝置，借助于該調(diào)節(jié)裝置外殼或密封空氣(例如為了防凍)可以進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
12.如權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，外殼或密封空氣可從轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)的供應(yīng)空氣和/或外部空氣系統(tǒng)中取得。
13.如權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器，其特征在于，諸噴嘴裝置設(shè)置在外殼(2)上，通過(guò)該噴嘴裝置外殼或密封空氣可引導(dǎo)到轉(zhuǎn)子(3)的一軸承(10)上。
14.一種用于密封一轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)的一轉(zhuǎn)子(3)周緣處包圍該轉(zhuǎn)子(3)的一外殼(2)用外殼或密封空氣進(jìn)行加壓，該外殼(2)內(nèi)的外殼或密封空氣的壓力保持高于流過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)的轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，外殼(2)內(nèi)的外殼或密封空氣被保持恒定。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，外殼(2)內(nèi)的外殼或密封空氣的壓力值保持比流過(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值高出一恒定的壓差。
17.如權(quán)利要求14至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)外殼(2)內(nèi)的壓力值和/或流過(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力值，控制或調(diào)節(jié)外殼(2)內(nèi)的外殼或密封空氣的壓力值。
18.如權(quán)利要求14至17中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用非臨界的外殼或密封空氣對(duì)外殼(2)加壓。
19.如權(quán)利要求14至18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置在轉(zhuǎn)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(yīng)。
20.如權(quán)利要求14至19中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)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(yīng)。
21.如權(quán)利要求14至20中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，外殼或密封空氣是溫度調(diào)節(jié)的。
22.如權(quán)利要求14至21中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，外殼或密封空氣取自轉(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)的供應(yīng)空氣和/或外部空氣系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求14至22中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)式熱交換器(1)，它具有可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子(3)，轉(zhuǎn)子包括一用于外部空氣(5)和供應(yīng)空氣(6)的第一流動(dòng)扇形(4)以及一用于廢氣空氣(8)和排出空氣(9)的第二流動(dòng)扇形(7)，該熱交換器通過(guò)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)中運(yùn)行，還具有一圍繞轉(zhuǎn)子圓周包圍轉(zhuǎn)子(3)的外殼(2)，由此提高轉(zhuǎn)子(3)的密封，圍繞轉(zhuǎn)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(guò)轉(zhuǎn)子(3)的氣流(5、6；8、9)的壓力。
文檔編號(hào)F24F3/14GK1802548SQ200480016057
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
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