专利名称：转动式热交换器和密封该热交换器的方法
技术领域：
本发明涉及一种转动式热交换器和一种密封如此一转动式热交换器用的方法，该热交换器具有一转动地安装的转子和一在转子周缘包围住转子的外壳，该转子具有一用于从外部和供应空气的第一流动扇形以及一用于废气和排出空气的第二流动扇形，通过该转子热交换器在转动中运行。
对于已知的这种类型的转动式热交换器，周缘密封件设置在转子与包围转子的外壳之间，位于转子的前端面和转子的后端面处，借助于该周缘密封件阻止空气从流过转子进入外壳内的气流中退出。由于转子相对于包围转子的外壳转动，所以，在该类型的转动式热交换器的运行过程中，一方面在转子和另一方面在外壳总是发生它们之间的相当的泄漏，这可导致空气从流过转子的气流中退出转子。
这可导致通过转动式热交换器提供给房间的供应空气不理想地开始受到污染。
本发明以该问题为基础提出了一种转动式热交换器和一种密封这样一转动式热交换器用的方法，该方法使得这样的泄漏不再发生在一不理想的方向上。
根据本发明，该问题通过以下的方法予以解决包围转子的外壳在其周缘处填充以外壳空气或密封空气，以及，外壳或密封空气的压力高于流过转子的气流压力。由于外壳用过压下的外壳空气或密封空气进行加压，外壳内的压力值总是保持高于流过转动式热交换器的转子的气流的压力值。因此，能够防止外部和供应空气与通过外壳的废气和排出空气混合。
此外，在根据本发明的转动式热交换器的情形中，显然也可设置周缘密封件，借助于该密封可减小外壳或密封的气流。这样的周缘密封件可以有利的方式固定在转动式热交换器的外壳上。
外壳或密封空气的压力可保持在一恒定的压力值。这里必须考虑到该恒定压力值必须高于流过转动式热交换器转子的气流的压力值。
或者，外壳或密封空气的压力可保持在比流过转子的气流的压力高出一恒定的差值压力。采用这种模式的程序，利用其必须对外壳加压的外壳或密封空气量可以被优化，由此，一足够的过压总是存在于外壳内。
外壳内的过压可借助于一外部的或内部的压力源有利地产生。
根据一优选的实施例，根据本发明的转动式热交换器包括一控制和调节装置，利用该装置根据测量外壳内压力的一压力传感器和/或测量流过转子的气流的一压力传感器的信号可控制和调节压力源的操作。因此，根据外壳内压力值(它是基于一设定点的压力)和/或流过转子的气流的压力值，可控制或调节外壳内的外壳或密封空气的压力值。
尤其是，在有些使用场所和应用情形中，其中，废气或排出空气中存在电荷和复合物，它们可引起爆炸的危险，则有利的是用非临界的外壳或密封空气来对外壳加压，因为废气或排出空气的临界的成分可被稀释，这样，可省略爆炸保护装置，例如在驱动马达的燃烧区域中。
根据本发明的转动式热交换器的一优选实施例设置气流分离装置，在两个流动扇形(flow sector)之间在转子的诸端面处沿直径方向运行，所述气流分离装置连接于外壳并能借助于外壳内的外壳或密封空气来供应一密封气流。在根据本发明的转动式热交换器的情形中也可省略气流分离装置中所需要的一风扇。一冲洗楔形装置(rinsing wedge-like device)连接到外壳，并能借助于外壳内存在的外壳或密封空气提供冲洗气流，如果该冲洗的楔形装置设置在转子的端面处，在直接布置在用于外部和供应空气的流动扇形的前面(沿转子的转动方向)的、用于废气和排出空气的流动扇形的区域内，则对于供应冲洗楔形装置来说也可能省略一单独的风扇。
如果根据本发明的转动式热交换器根据一优选的结构设置有一温度调节装置，则借助于该调节装置外壳或密封空气(例如为了防冻)可以进行温度调节，可防止周缘密封件上的任何冰冻，由此也可消除外壳内冷凝液的形成。外壳或密封空气可以直接的方式从转动式热交换器的供应和/或外部空气系统中取得。
为了突出优点，诸喷嘴装置设置在根据本发明的转动式热交换器的外壳上，通过这些喷嘴装置外壳或密封空气可被引导到转子的一轴承上。其结果是以相对少的费用就可保持转子轴承的干燥。
下面将参照附图，借助于一实施例来详细地解释本发明，在诸附图中
图1示出根据本发明设计的一转动式热交换器的视图；以及图2示出流过根据本发明的热交换器的一转子的气流以及密封和冲洗气流与根据本发明设计的一转动式热交换器的示意图。
在图1的立体图中示出的根据本发明的一转动式热交换器1具有一外壳2，在所示实施例中其外部轮廓近似为正方形。
在转子3的周缘处外壳2包围转动式热交换器1的一转子3。
转子3具有一第一流动扇形4，如图2所示，外部空气5和供应空气6流过第一流动扇形。外部空气5和供应空气6的气流在图2中用箭头表示。
此外，转子3具有一第二流动扇形7，废气空气8和排出空气9沿与外部空气5和供应空气6相对的方向流过第二流动扇形。由废气空气8和排出空气9形成的气流在图2中也用箭头表示。
转动式热交换器的转子3布置成可围绕一轴承或毂10转动。转子3的转动方向在图1和图2中用箭头11表示。
外壳2连接于一压力源(在图1和2中未示出)，借助于该压力源用外壳或密封空气对外壳2加压，具体来说，该压力高于流过转子3的气流5、6；8、9中的压力值。其结果是，防止废气空气8和排出空气9沿径向向外方向从转子3流出。对应地，也防止外部空气5和供应空气6沿径向向内方向从转子3流出。用箭头12表示并相对于转子3沿径向向内转动的密封气流12，进入到由外部空气5和供应空气6形成的气流和由废气空气8和排出空气9形成的气流内。一用于转动式热交换器1的控制的腔室空气密封形成，即由过压下的外壳2所形成。
周缘密封件15、16分别设置在转子3的周缘和包围转子3的外壳2的前侧13之间并对应地设置在外壳2的后侧14。在一方面的外壳2与另一方面的转子3之间的泄漏在转动式热交换器1的运行过程中必然会发生，借助于该周缘密封件，该泄漏将被保持在尽可能地小。
这些周缘密封件15、16合适地固定在外壳2的前侧13和后侧14，这样，转子3的外周缘相对于这些周缘密封件15、16移动。
外壳的压力或外壳2内的密封空气的压力都保持在一恒定的压力值，从而这样地选择该压力值在任何情况下，它高于流过转子3的气流5、6；8、9的压力值。或者，可控制和调节外壳的压力或外壳2内的密封空气的压力，以使该压力总是比流过转子3的气流5、6；8、9的压力值高出一预定的压力差。
借助于图中未示出的一控制和调节装置，它包括一布置在外壳2内的压力传感器和一用于探测外部空气5和供应空气6内的压力以及废气空气8和排出空气9内的压力的压力传感器。根据这些压力传感器的信号控制或调节外壳2内的压力。一外壳2内的设定压力，或外壳2内的压力和气流5、6；8、9内的压力之间的压差，可用作为一目标幅值。
如果从复合的观点来看是临界的至少一空气流流过转动式热交换器1的转子3，则用非临界的外壳或密封空气来加压外壳2是合适的。借助于该非临界的外壳或密封空气，所述临界的空气流可得到稀释，这样，可降低由临界的空气流复合造成的危险，例如爆炸的危险。
一水平地和对角线地在转子3上延伸的气流分离装置19和20分别设置在转子3的两个端面17、18。两个气流分离装置19和20被设计为好像是中心横档(centralcrosspiece)，其内部的空间与外壳2的内部空间连通，以使用过压下的外壳或密封空气对两个气流分离装置19和20加压。从两个气流分离装置19和20出现一用箭头21表示的密封气流，借助于该气流在转子的端面17处可防止外部空气5和排出空气9的混合，在转子的端面18处可防止供应空气6和废气空气8的混合。
此外，一冲洗楔形装置22布置在气流分离装置19下方的转子3的端面17处。该冲洗楔形装置引导用箭头23表示的冲洗气流通过转子3，这样，从被指定以放出空气8和排出空气9的第二流动扇形7流出的共同转动(co-rotating)的空气被阻止流入转子3的、被分配给外部空气5和供应空气6的第一流动扇形4。由于如图1和2所示的转动式热交换器，冲洗的楔形装置22如同两个气流分离装置19和20那样连接于外壳2，以使冲洗气流23也从外壳2通过外壳或密封空气被输送。
此外，如图1和2所示的转动式热交换器1装备有一在图中未示出的加热装置，借助于该加热装置可加热外壳或密封空气。然而，在某些要求的情形中，也可大致合适地提供一温度调节装置，借助于该装置外壳2内的外壳或密封空气的温度完全是可以被调节的。当需要有某种温度条件以防止转动式热交换器1冻结时，上述加热装置是特别有利的。
外壳或密封空气可取自转动式热交换器1的供应空气系统或外部空气系统。
外壳2可设置有诸喷嘴装置(未在图1和2中示出)，通过这些喷嘴装置转动式热交换器1的转子3的轴承或毂10可保持干燥。尤其是在转动式热交换器1中流过转子3的气流5、6；8、9承受潮气时这是特别地重要。
权利要求
1.一种转动式热交换器(1)，该热交换器(1)具有一转动地安装的转子(3)和一外壳(2)，该转子具有一用于外部空气(5)和供应空气(6)的第一流动扇形(4)以及一用于废空气(8)和排出空气(9)的第二流动扇形(7)，该热交换器通过该转子在转动中运行，而该外壳(2)在转子周缘包围住转子(3)，其特征在于包围转子(3)的外壳(2)在其周缘处填充以外壳空气或密封空气；以及，外壳或密封空气的压力高于流过转子(3)的气流(5、6；8、9)压力。
2.如权利要求1所述的转动式热交换器，其特征在于，周缘密封件(15、16)布置在一方面的转子(3)的周缘与另一方面的外壳(2)之间。
3.如权利要求2所述的转动式热交换器，其特征在于，周缘密封件(15、16)固定在外壳(2)。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，外壳或密封空气的压力可保持在一恒定的压力值。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，外壳或密封空气的压力可保持于比流过转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力高出一恒定的压差。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，对于外部或内部压力源，借助于该压力源可在外壳(2)内产生过压。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，包括一控制和调节装置，利用该装置根据测量外壳(2)内压力的一压力传感器和/或测量流过转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力的一压力传感器的信号可控制和调节压力源的操作。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，其外壳(2)可以用非临界的外壳或密封空气进行加压。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，设置气流分离装置(19、20)，在两个流动扇形(4、7)之间在转子(3)的诸端面(17、18)处沿直径方向运行，所述气流分离装置连接于外壳(2)并能借助于外壳(2)内的外壳或密封空气来供应一密封气流(21)。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，有一冲洗楔形装置(22)连接于外壳(2)并能借助于外壳(2)内存在的外壳或密封空气提供一冲洗气流(23)，该冲洗楔形装置设置在转子(3)的端面(17)处在用于废气空气(8)和排出空气(9)的流动扇形(7)的区域内，该区域布置在——沿着转子(3)的转动方向(11)——直接在用于外部空气(5)和供应空气(6)的流动扇形(4)的前面()。
11.如权利要求1至10中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，设置有一温度调节装置，借助于该调节装置外壳或密封空气(例如为了防冻)可以进行温度调节。
12.如权利要求1至11中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，外壳或密封空气可从转动式热交换器(1)的供应空气和/或外部空气系统中取得。
13.如权利要求1至12中任何一项所述的转动式热交换器，其特征在于，诸喷嘴装置设置在外壳(2)上，通过该喷嘴装置外壳或密封空气可引导到转子(3)的一轴承(10)上。
14.一种用于密封一转动式热交换器(1)的方法，其特征在于，在转动式热交换器(1)的一转子(3)周缘处包围该转子(3)的一外壳(2)用外壳或密封空气进行加压，该外壳(2)内的外壳或密封空气的压力保持高于流过转动式热交换器(1)的转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力值。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，外壳(2)内的外壳或密封空气被保持恒定。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，外壳(2)内的外壳或密封空气的压力值保持比流过转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力值高出一恒定的压差。
17.如权利要求14至16中任何一项所述的方法，其特征在于，根据外壳(2)内的压力值和/或流过转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力值，控制或调节外壳(2)内的外壳或密封空气的压力值。
18.如权利要求14至17中任何一项所述的方法，其特征在于，用非临界的外壳或密封空气对外壳(2)加压。
19.如权利要求14至18中任何一项所述的方法，其特征在于，布置在转子(3)的端面(17、18)处的气流分离装置(19、20)从外壳(2)中用外壳或密封空气接受供应。
20.如权利要求14至19中任何一项所述的方法，其特征在于，转子(3)的冲洗楔形装置(22)从外壳(2)中用作为冲洗空气的外壳或密封空气接受供应。
21.如权利要求14至20中任何一项所述的方法，其特征在于，外壳或密封空气是温度调节的。
22.如权利要求14至21中任何一项所述的方法，其特征在于，外壳或密封空气取自转动式热交换器(1)的供应空气和/或外部空气系统。
23.如权利要求14至22中任何一项所述的方法，其特征在于，转子(3)的轴承(10)受到外壳或密封空气的作用。
全文摘要
本发明涉及一种转动式热交换器(1)，它具有可转动地安装的转子(3)，转子包括一用于外部空气(5)和供应空气(6)的第一流动扇形(4)以及一用于废气空气(8)和排出空气(9)的第二流动扇形(7)，该热交换器通过转子在转动中运行，还具有一围绕转子圆周包围转子(3)的外壳(2)，由此提高转子(3)的密封，围绕转子圆周的外壳(2)用外壳或密封空气填充，由此外壳或密封空气的压力高于流过转子(3)的气流(5、6；8、9)的压力。
文档编号F24F3/14GK1802548SQ200480016057
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月19日 优先权日2003年6月13日
发明者N·斯特鲁恩斯 申请人:克林根堡有限公司