JPH03129180A - 気体予熱機用シール部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は気体予熱機用シール部材に関するものである。

（従来の技術） 空気予熱機は、火力発電用ボイラ、船舶用ボイラ、その
他、製油、蒸留、改質炉等の化学装置等において、排ガ
スから熱交換により燃焼用空気に熱を回収し、熱効率を
高くするために使用されるものである。第２３図は空気
予熱機の概略斜視図である。

ロータハウジング３０内にロータ５が回転可能に収容さ
れ、ロータ５の側面にはラジアルシーリングプレート３
１が一方のロータ側面ごとに二個毎設けられている。ロ
ータハウジング３０は図示しないペデステルにより支持
され、ロータ５は図示しない駆動装置により矢印Ｈのよ
うに回転する。

ロータ５の上側には矢印りのように熱廃ガスが流通され
、下側には矢印Ｆのように空気が対向流に流通される。

排ガス層と空気層とはラジアルシーリングプレート３１
により遮断される。ロータ５にはヒーティングエレメン
トが収容され、このヒーティングエレメントが熱排ガス
Ｄから熱を吸収する。そして、ロータ５が回転すると、
冷空気がヒーティングエレメントを通過するときに加熱
され、熱空気が矢印Ｇのようにボイラ等へ送られる。

一方、熱排ガスからは熱が吸収されるので、冷排ガスが
矢印Ｅのように外気へと排出される。

こうした空気予熱機においては、ロータ５の外周部とロ
ータハウジング３０との間、ロータ５の側面とラジアル
シーリングプレート３１との間に共に間隙が存在し、排
ガス及び空気がこれらの間隙から漏洩し、熱効率を低下
させる。従って、これらの間隙はできるだけ小さくし、
シール効果を高くすることが重要である。

（発明が解決しようとする課題） ロータ外周部とハウジングとの間隙のシールは、その間
隙をできるだけ小さくすることによって行なう構造的な
シールが実施されている。

排ガス温度は３００〜４００℃で、空気は常温〜１００
℃程度であり、ヒーティングエレメントを収納するロー
タは、このような温度変化に対応して変形する。構造的
なシールでは、このような温度変化による膨張、あるい
は、へたりによって、間隙は大きくなり、シーリング効
果は低下する。

ロータ側面とラジアルシーリングプレートとの間隙のシ
ールは、ロータ側面に１２または２４個に区切ったダイ
アフラムプレートと金属から成るラジアルシーリングプ
レートとの間隙をできるだけ小さくすることによって行
なう構造的なシールが行なわれている。

このような方法では、シーリング効果に限界があり、構
造材料が排ガス成分によって腐蝕されるとその間隙は大
きくなり、シーリング効果を低下させる。

シール部材間の間隙をなくし、加圧摺動させれば、シー
ル効果が向上することが期待できる。

上述の構造上のシール問題に加えて、火力発電所等に使
用されているボイラ燃焼用回転式空気予熱機においては
、ボイラに使用する燃料が石炭、重油等のため熱排ガス
中にイオウ酸化物、窒素酸化物等の腐蝕性ガスが含有さ
れており空気予熱機の低温部で結露し、空気予熱機の各
部品は腐蝕され易いとの問題があった。また、熱排ガス
中の塵芥が空気予熱機のヒートエレメント等の各部品に
付着し空気予熱機の熱交換特性を低下させる問題があり
、この付着物の除去のために適宜空気予熱機の水洗が実
施されている。更にまた、火力発電所等のボイラ運転は
長期連続運転されており、ボイラの休止期間は極めて短
く、このため空気予熱機は充分冷却されないで約２００
℃の熱間状態で上述の付着物の水洗除去が行われている
。このため空気予熱機部品は苛酷な熱衝撃を受ける問題
があった。更に火力発電所等に使用されるボイラ燃焼用
回転式空気予熱機はローラの直径がｌ〜２０ｍの大型装
置であり、予熱機に使用する部品は大きく、例えば１箇
の大きさが２００　Ｘ　１００　Ｘ　５０ｍｍのシール
部材が使用されている。このため上述の熱間での水洗に
よりシール部材への熱衝撃条件は極めて苛酷である。

火力発電所等のボイラ燃焼用回転式空気予熱機に使用さ
れる摺動部材としては耐摩耗性、耐蝕性及び耐熱衝撃性
の全てに優れていることが必要であり、従来のシール部
材はＳＳ鋼または耐蝕鋼を用いていたが、未だ耐摩耗性
、耐蝕性が不充分で、頻繁なメンテナンスが必要であり
、特に摺動部材としては満足できないものであった。

本発明の課題は、耐摩耗性に優れ、熱排ガス成分によっ
て腐蝕されず、かつ、水洗等で発生する熱衝撃に対して
安定である気体予熱機用シール部材を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、気体予熱機のロータの外周部とハウジングと
の間隙又は前記ロータの側面とラジアルシーリング部材
との間隙をシールする気体予熱機用シール部材において
、該シール部材が熱膨張係数が７０ＸｌＯ７／℃以下で
ある無機ガラス及び／又は耐摩耗性セラミックスにより
少なくとも一部が形成されていることを特徴とするもの
である。

また、本発明は、セラミックスを摺動面として摺動面の
みを除いた他の全ての面を実質的に耐蝕鋼で囲った耐摩
耗性セラミックスと耐蝕鋼より形成されたことを特徴と
するものである。

（実施例） 第１図は空気予熱機の概略側面図、第２図は同じく概略
正面図である。回転軸ｌにより保持されたロータ２がハ
ウジング３の中に収められている。

ロータ２はダイアフラムプレート４により、１２又は２
４個等に区切られており、その中に、ヒーティングエレ
メント５が設置されている。ハウジングは排ガス槽とエ
ア槽に分離されており、ロータが回転することにより、
排ガス槽中で排ガスの熱量をヒーティングエレメントに
蓄熱し、エア槽でエアを加熱する。排ガスは、例えば３
５０℃、エアは６０℃で、空気予熱機を通過すると排ガ
スは１４０°Ｃに冷却され、エアは３００℃に加熱され
。エアは加圧されてボイラに流入するがエアと排ガスの
圧力差は例えば２５００ｍｍａｑ程度である。したがっ
て、エアが空気予熱機を通過する時に圧力差により排ガ
ス槽への漏れが多少発生する。

漏れの経路は、１つにはロータの側面でダイアプラムプ
レート４とラジアルシーリングプレート６の間隙を通し
て起る。２つ目には、ロータ２の外周部で、アキシャル
シーリングプレート７の間隙を通して起きる。また、ヒ
ーティングエレメントの間隙に保持された排ガスおよび
エアは、ロータが回転することによって、各々エア槽お
よび排ガス槽へ流入し、漏れとなる。

このような漏れをできるだけ小さくするためにシール構
造が工夫されている。ダイアフラムプレート４とラジア
ルシーリングプレート６の間隔をできるだけ小さくする
ことによってシールをする方法をラジアルシールＢと呼
ぶ。ロータ外周に設置したアキシャルシーリングプレー
ト７とハウジング３の間隙をできるだけ小さくすること
によってシールする方法をアキシャルシールＡと呼ぶ。

また、ロータ外周とハウジングの間隙へ排ガスおよびエ
アが流入することを防止するために、ロータ外周部の側
面にシール部材８を設置し、ハウジング３に取付けたシ
ーリングパー９との間隙をできるだけ小さくすることに
よってシールする方法をバイパスシールＣと呼ぶ。

本例において特徴的なことは、ラジアルシール部、アキ
シャルシール部およびバイパスシール部の３ケ所のシー
ル部のうち、少なくとも１ケ所のシール部に熱膨張係数
が７０Ｘ１０−”／’Ｃ以下である無機ガラス及び／又
は耐摩耗性セラミックスを使用し、その構造および材質
を特定したことである。

また、セラミックスを摺動面として摺動面のみを除いた
他の全ての面を実質的に耐蝕鋼で囲った耐摩耗性セラミ
ックスと耐蝕鋼より形成したことである。

最初にラジアルシールＢについて説明する。

ロータ２の側面には径方向へと延びるダイアフラムプレ
ート４が設けられ、これとラジアルシーリングプレート
６とにより、空気側と排ガス側とが区分され、両者間の
シールが遂行される。

そして、第３図に拡大して示すように、ラジアルシーリ
ングプレート６は基体６ａと薄板６ｂとを貼り合わせた
構成とした。そして基体６ａの全体は、耐蝕鋼板または
セラミックスにより第３図に示す形状に組み立て、これ
に薄板６ｂを貼り合わせた構造とした。この薄板６ｂは
耐摩耗性セラミックス又は無機ガラス製である。

また、ダイアフラムプレート４も第４図に示すとおり厚
めの基体４ａ上に薄板４ｂを設けた構成としである。こ
の薄板４ｂは、第３図に示す基体６ａと同材質よりなる
基体４ａ上にセラミックス又は無機ガラス製の薄板を接
合して設けてもよく、ホーロー若しくはグラスライニン
グにより設けてもよい。

耐摩耗性の高いセラミックスとしては、例えば窒化珪素
、炭化珪素、アルミナ、ムライト、サイアロン、ジルコ
ニア、アルミナ含有磁器等を例示できる。これらは、金
属に比較して、硬度が高く、耐摩耗性に優れている。ま
た、空気予熱機の排ガス中には酸化硫黄、酸化窒素等が
含まれ、これらが水と反応して硫酸、亜硫酸、硝酸、亜
硝酸等を生成するが、上記耐摩耗性セラミックスはこれ
らに対しても安定である。

無機ガラス、グラスライニングとしては、いわゆる耐酸
ホウロウが好ましく、ＪＩＳに言う化学工業用ホウロウ
機器を二種に分類したもの等を例示できる。

１種ニゲラスライニング ケイ酸（５５％以上〉、ホウ酸（０〜ｌＯ％）、アルカ
リ　（１０〜２０％）を主成分としたもの。

２種：耐酸ホウロウ ケイ酸（４０％以上）、ホウ酸（０〜１０％）、アルカ
リ　（１０〜３０％）を主成分としたもの。

薄板６ｂ、　４ｂ又はグラスライニングの厚みは３ｍｍ
以下とする。

上記耐摩耗性セラミックスのうち、アルミナ、ジルコニ
アは熱膨張係数が大きく、耐熱衝撃性に劣る。基体６ａ
、　４ａとしては、熱膨張係数が７０×１０−’／℃以
下のセラミックス、例えば磁器、ムライト、窒化珪素、
炭化珪素、サイアロンを使用することが好ましい。

基体６ａ、　４ａとセラミックス又は無機ガラス製の薄
板６ｂ、　４ｂを接合一体化する場合には、機械的な接
合も可能であるが、無機ガラス又は無機質接着剤で接着
するのが耐久性の点で好ましい。

ラジアルシーリングプレート６とダイアフラムプレート
４とは、それぞれセラミックス又は無機ガラスからなる
薄板６ｂと４ｂとが対向した状態で、第１図、第２図に
示すように取り付けられ、シーリングが行われる。この
とき、薄板６ｂと４ｂの間に少し間隙を設けてもよいが
、薄板６ｂと４ｂとを加圧状態で摺動させてもよい。こ
の加圧は、外部加重によってもよく、ラジアルシーリン
グプレート６、ダイアフラムプレート４の自重によって
もよい。

本例によれば、ラジアルシーリングプレート、ダイアフ
ラムプレートの相対向する面に、耐摩耗性セラミックス
又は無機ガラスからなる層を設けているので、このシー
ル面の耐摩耗性、耐腐蝕性が大きく、常に良好なシール
を行える。しかも、耐摩耗性セラミックス層の厚みを３
ｍｍ以下とすることで、アルミナ等の高い熱膨張係数を
有する材料を用いても、シール部材全体の耐熱衝撃性を
改善することができる。

特に、ラジアルシーリングプレートとダイアフラムプレ
ートとを加圧摺動させる場合には、耐摩耗性セラミック
ス又は無機ガラス（特にグラスライニング）による効果
が大きく、シール部材の変形、摩耗、腐蝕等を生ずるこ
となく、かつ常に間隙が生ずるのを防止して熱効率をよ
り一層向上させることができる。

更に、ラジアルシーリングプレート又はダイアフラムプ
レートの基体の方に使用するセラミックスの熱膨張率を
７０Ｘ　ｔｏ−７／℃以下とすると、シール部材全体の
熱変形が一層小さくなり、また水洗等による熱衝撃に対
する耐久性が一層向上する。

以上述べたようなシール部材によれば、シーリング効果
が高く、かつ長寿命となり、例えば火力発電、船舶用ボ
イラ等の空気予熱効率を高くすることができ、また、製
油、蒸留、改質炉等の化学装置に適用すると、熱回収の
効率が高くなる。更に、使用中の安全性が大きくなり、
メンテナンスの頻度も少なくすることができる。

なお、基体を耐蝕鋼とし、この上に耐摩耗性セラミック
ス製の薄板を接合する場合には、まずラジアルシーリン
グプレート等の全体の形状を複数に分割し、それぞれ対
応する耐蝕鋼製薄板にそれぞれ耐摩耗性セラミックス薄
板を接合してパネルを作成し、これら複数個の作成パネ
ルを組み合わせて所定形状のラジアルシーリングプレー
ト等としてもよい。また、耐蝕鋼の表面にホーロー掛け
をして複数個のパネルを作威し、これらのパネルを組み
合わせて所定形状のラジアルシーリングプレート等とし
てもよい。

例えば、第５図に示すラジアルシーリングプレ−ト１６
のように、耐蝕鋼製の基体１６ａの表面に、セラミック
ス又は無機ガラス製のブロック１６ｂを全体として扇形
の平面形状をなすように組み込んだり、又はセラミック
ス又は無機ガラス製の薄いプレート１６ｂを同様の形状
に貼り合わせることができる。

また、第６図に示すラジアルシーリングプレート２６の
ように、耐蝕鋼製の基体２６ａの表面に、線状のセラミ
ックス又は無機ガラス製ガイド２６ｂを複数本互いに平
行に設け、このガイド２６ｂをダイアフラムプレートと
摺動させてもよい。

更に、第７図に示すように、耐蝕鋼製の断面コの字形の
プレート３６ａの背面に、平板状のセラミックス又は無
機ガラス製プレート３６ｂを貼り合わせ、複合プレート
３６を作成し、この複合プレート３６を多数枚組み合わ
せて全体として四辺形状、扇形状などとし、ラジアルシ
ーリングプレートを作製してもよい。

次に、アキシャルシールＡ（第１図参照）について述べ
る。

アキシャルシーリングプレート７にも本発明を適用でき
、例えば第４図に示すように、ダイアフラムプレートと
同様の形状とすることができる。

即ち、アキシャルシーリングプレート７は、第４図に示
したダイヤフラムプレートと同様に、棒状の積層体とし
、基体７ａ上に薄板７ｂを設け、アキシャルシーリング
プレートとハウジング面とを対向させる。好ましくは、
アキシャルシーリングプレート７を圧接させ、ロータ５
の回転につれて薄板７ｂとハウジング内面を加圧摺動さ
せる。これにより、アキシャルシーリングプレート７と
、ハウジングとの間のアキシャルシールＡが行なわれる
。

アキシャルシーリングプレート７の基体７ａの材質は、
第４図に示したダイアフラムプレート基体７ａと全く同
様に耐蝕鋼、又は熱膨張係数か７０×１０−７／℃以下
のセラミックスとすることができる。

アキシャルシーリングプレートの薄板の材質も、第４図
に示したダイアフラムプレート薄板７ｂと全く同様に、
耐摩耗性セラミックス、グラスライニング等とすること
ができる。その他、ダイアフラムプレート４と同様の構
成としてよく、同様の効果を奏しうる。

また、第８図に示すようなアキシャルシーリングプレー
ト１７も採用できる。即ち、ロータ２の外周面に切断面
コの字形の金属製収納部１７ａを固定し、この収納部１
７ａの凹みにばね１７ｃを介して耐摩耗性セラミックス
製の板状体１７ｂを収納し、この板状体１７ｂをばね１
７ｃによってハウジング内面へと押圧し、摺動状態とす
ることにより気密状態を保持する。アキシャルシーリン
グプレートは自重が少ないので、本例のようにばねを取
り付けることで、容易かつ効果的に加圧摺動させること
が可能となる。

耐摩耗性セラミックス製の板状体１７ｂは熱膨張係数が
７０ＸｌＯ７／℃以下であって、肉厚でかつ大寸である
が、熱衝撃抵抗に優れており、耐久性に優れている。

また、第９図、第１Ｏ図に示すような複合プレート２７
．３７をアキシャルシーリングプレートとして使用する
ことが有効である。

第９図の例では、金属製薄板２７ａの側壁両端部に四角
柱状の耐摩耗性セラミックス２７ｂを固着する。第１Ｏ
図の例では、金属製壁状体３７ａの両端面に四角柱状の
耐摩耗性セラミックス３７ｂを固着する。いずれの例に
おいても、耐摩耗性セラミックス２７ｂ、　３７ｂがハ
ウジング内面に当接し、摺動するので、全体を金属で成
形した場合とは異なり、耐摩耗性セラミックス部分が摩
耗し難いことから、耐摩耗性セラミックス部分に挟まれ
た金属部分２７ｂ。

３７ｂの摩耗も防止できる。しかも、製造上の観点から
は、セラミックスよりも金属の方が寸法の大きい部材を
造り易いので、特にロータ２の寸法が大きな場合に、ア
キシャルシーリングプレート２７゜３７を製造し易くな
る。

また、前記したラジアルシーリングプレートと同様にし
て、ハウジング内面に耐摩耗性セラミックス、グラスラ
イニング層を設置し、対向するアキシャルシーリングプ
レートをガイドすることにより、ハウジング金属の摩耗
を防止することも有効である。

上記した第８図〜第１Ｏ図のアキシャルシーリングプレ
ートの各構成は、前記のラジアルシールにおけるダイア
フラムプレートの構成としても採用できる。

次に、バイパスシーリングＣ（第１図参照）について述
べる。

第１１図は空気予熱機のロータ外周付近を示す概略図、
第１２図は第１１図の要部拡大図である。

本例では、ロータ２外周の縁部とロータハウジングとの
間のシーリングに本発明を適用した。

即ち、ハウジング（第１１図においては上縁部及び下縁
部）にはシーリングバー９が固定され、ホルダー１０に
シール部材８が保持される。

このシール部材８は、第１３図に図示する通り、基体８
ａと薄層部８ｂとからなっている。基体８ａは耐蝕鋼又
は熱膨張係数が７０Ｘ１０−７／℃以下のセラミックス
からなり、第４図に示すダイアプラムプレート基体４ａ
について述べた構成をすべて採用できる。薄層部８ｂは
、耐摩耗性セラミックス若しくは無機ガラス製の薄板で
あるか、又はグラスライニングにより形成された薄層で
あり、第４図に示すダイアフラムプレート薄板４ｂにつ
いて述べた構成をすべて採用できる。

シール部材８がホルダーＩＯに保持された状態で、基体
８ａにスプリング１１が当接し、薄層部８ｂがシーリン
グバー９に当接され、スプリング１１の弾性により押圧
されつつ摺動する。

第１４図は他のシール部材１８を示す斜視図であり、第
１５図はこのシール部材Ｉ８の取り付は状態を示す第１
２図と同様の図である。

このシール部材１８の全体の形状はシール部材８と同様
であるが、相対向する側面１８ｂと１８ｃとを連結する
ように複数の貫通孔１８ａが設けられている。そして、
一方の側面１８ｃをシーリングバー９に当接させ、他方
の側面１８ｂをスプリング１１に当接させることで、貫
通孔１８ａによる空気漏れを防いでいる。シール部材１
８の全体は熱膨張係数が７０×１０−７／℃以下である
耐摩耗性セラミックスにより形成される。

本例のシール部材１８によれば、前述の効果に加え、貫
通孔１８ａの分だけ高価な耐摩耗性セラミックスの量を
減らし、重量が軽減されるとともにコストダウンをも図
ることができる。

また、上記のシール部材８，１８の代りに、第１６図〜
第２０図に示すようなシール部材を使用して、耐摩耗性
セラミックスの量を減らすことができる。

第１６図に示すシール部材２８は熱膨張係数が７０×１
０−７／℃以下である耐摩耗性セラミックスで成形され
、断面コの字状をなす。背面２８ａがシーリングバーに
当接し、加圧摺動され、凹部２８ｂ側がスプリングによ
り押圧される。

第１７図に示すシール部材３８においては、耐蝕鋼製の
断面コの字形のブロック３８ａの背面に、耐摩耗性セラ
ミックス製の平板状プレー）　３８ｂが固着されている
。このプレート３８ｂがシーリングバーに押圧摺動され
る。

第１８図に示すシール部材４８においては、断面路コの
字状の耐蝕鋼製基体４８ａの縁部に凸部４８ｃを設け、
耐摩耗性セラミックス製プレート４８ｂの両側面に凹部
４８ｄを設け、凸部４８ｃを凹部４８ｄに嵌合させてプ
レート４８ｂを保持する。このプレート４８ｂがシーリ
ングバーに加圧摺動され、基体４８ａがスプリングによ
り押圧される。

第１９図および第２０図に示すシール部材５８において
は、断面路Ｒ型長方形状（角部がＲ付きの長方形）の耐
蝕鋼製基体５８ａの上面に長方形の穴を長手方向に数箇
所（例えば２〜３箇所）設け、これらの穴に該基体５８
ａの上面より若干突出した状態に耐摩耗性セラミックス
５８ｂを配置し、該基体５８ａの上面より突出した面を
摺動面とし、該穴より下部に位置する全ての面を実質的
に耐蝕鋼５８ａおよび５８ｃで囲った台形柱形状の耐摩
耗性セラミックス５８ｂを設けてシール部材５８が構成
されている。

このシール部材５８がスプリングによりシーリングバー
に押圧摺動される。該耐摩耗性セラミックス５８ｂは、
摺動面側を除き、耐蝕鋼で全て囲まれるので、水洗等で
発生する熱衝撃に対してより安定となる。この場合には
、熱膨張係数が７０Ｘ１０−’１０Ｃより大きい耐摩耗
セラミックス（例えばアルミナ）も適用可能となる。

第２１図は他のシール部材６８を示す破断斜視図、第２
２図は第２１図の要部拡大断面図である。

本例では断面コの字形のセラミツクス製又は耐蝕鋼製の
基体６８ａに、長手方向に数箇所（例えば３〜４個所）
固定用ピース（例えばＳＵＳ製）６８ｂを取り付ける。

具体的には貫通孔６８ｆにピース固定用ボルト６８ｄを
貫通させて固定用ピース６８ｂを所定位置に取り付け、
この固定用ピース６８ｂに設けた切り欠き７０に耐摩耗
性セラミックス製の台形のプレート６８ｃの両端を嵌合
させ、ピース固定用ボルト６８ｄを締めつけることでピ
ース６８ｂ及びプレート６８ｃを図示した位置に固定す
る。

本例において、固定用ピース６８ｂを長手方向に数箇所
設ける代りに、基体６８ａとほぼ同じ長さの固定用ピー
スを二本固定し、基体６８ａの長手方向の全長をこれら
相対向する二本の固定用ピースでカバーしてもよく、こ
の場合はシーリング性能が更に向上する。本例において
は、シーリングバーと押圧摺動するべき耐摩耗性セラミ
ックス製のプレー）　６８ｃを随時交換でき、或いは基
体６８ａ側を随時交換できるという利点がある。

なお、シーリングバー表面に、耐摩耗性セラミックス製
の薄いプレートを組み込み、或いは固着して、シール部
材が押圧摺動すべきセラミックスガイドとすることによ
り、シーリングバーの摩耗を効果的に防止できる。むろ
ん、シーリングバー表面に耐酸ホウロウ、グラスライニ
ングを施してもよい。

更に、具体的な実験例について説明する。

大隻倒土 以下の条件で、各試料の耐熱衝撃特性を測定した。

試料　　１００　ｘｌｏｏ　ｘ　（厚さｔ）＋ａｍ厚さ
ｔ　：　１．　２．　３．　５．　１０．　１００温度
差　恒温槽（１７０°Ｃ）１時間保持→水（２０°Ｃ）
投入、１５０℃差 評価　　染色試験によりクラック発生の有無を観察 ×・・・あり　　○・・・なし セラミックス　窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、磁器Ａ 磁器Ｂ 磁器Ｃ 磁器り 磁器Ｅ ムライト、サイアロン、 （８６Ｘ　１０−７／℃） （７４Ｘ　１０−７／’Ｃ） （７０Ｘ　１０−７／℃） （６３Ｘ　１０−７／℃） （５８Ｘ　１０−７／℃） ジルコニア 第 表 セラミックスの耐熱衝撃試験結果 また、下記表に示すセラミックス■の薄板と、セラミッ
クス■の板とを接合し、 各接合試料につ いて耐熱衝撃試験を行った。

第 表 接合試料の面撲梢重ｊ撃試験結果 実翌剋呈 以下のように耐蝕鋼にホーロー処理を施し、それぞれに
ついて耐熱衝撃試験、耐摩耗試験、耐腐蝕試験を行った
。

試料 基材　　耐蝕鋼 処理　　ホーロ処理厚さ０．３ｎ＋ｍ、０．７ｍｍ、１
．２ｍ＋＋＋、（比較：ホーロー処理なし）耐熱衝撃試
験 基材　　１００　Ｘ　１００　Ｘ　３　ｍｍ金属パネル
温度差　恒温槽（Ｉ７０°Ｃ）■時間保持→水中（２０
℃）投入、１５０°Ｃ差 評価　　染色試験によるクラック発生の有無○・・・な
し　　×・・・あり 耐摩耗試験 基材　　１００φＸ３ｍｍ円板 荷重　　４　ｋｇ　（５０ｇ　／　ｃｍ　２）試験機　
６００φ円板、回転速度３０回転／分評価　　摩耗厚さ
（ｍｍ　Ｘ　１０−５／　ｈｒ）耐腐蝕試験 基材　　１００φＸ３ｍｍ円板 腐蝕液　３％Ｈ２ＳＯ４又は３％ＨＮＯ３温度　　７０
°Ｃ 評価　　腐蝕状態の観察 第 ３ 表 実翌旦立 耐蝕鋼製の基材を使用し、摺動表面として下記表に示す
材質、膜厚のセラミックス薄板を基材に接合した。そし
て、それぞれについて耐熱衝撃試験、摺動表面の耐摩耗
試験、耐腐蝕試験を、実験例２の方法で行った。

第 表 失翳旦± 以下の条件で、アルミナの耐熱衝撃特性を測定し、耐熱
鋼の囲いを施すことにより耐熱衝撃特性が向上すること
を確認した。

試料 アルミナ　（断面が上底１００　ｍｍ、下底７０ｎ＋ｍ
、高さ２０ｍｍで長さ１００　ｍｍ） 耐熱鋼の囲い 無；囲い無しでそのまま 有；断面７０ｍｍの下底面を除き、厚さ３ｍｍの耐熱鋼
で全体を囲う 温度差　　恒温槽（１７０°Ｃ）　１時間保持−水（２
０℃）投入、１５０°Ｃ差 評　価　　染色試験によりクラック発生の有無を観察 ×・・・あり、○・・・なし 第５表　　アルミナの耐熱衝撃試験結果衷慧剋立 上記のシール部材を空気予熱機に適用し、その効果を確
認した。

シール部材の適用箇所は以下の通りである。

ロータ外周部とハウジングの接触部分（アキシャルシー
ルＡ：第１図参照） ■ロータ外周部（アキシャルシーリングプレート７） ■ハウジング内面 ロータ側面とハウジングのバイパス部の接触部分（バイ
パスシールＣ）（第１１図） ■ロータ側面（シール部材８） ■ハウジングのシーリングパー９ ０一タ側面のダイアフラムプレート４とラジアルシーリ
ングプレート６の接触部分（第１図、第３図、第４図） ■ラジアルシーリングプレート６ ■ダイアフラムプレート４ 評価　○：シール幼果が良好で無補修連続運転がツケ月
をこえた場合を示す。

×：２４ケ月以内にシール効果が低下しシール部材を交
換したか又はシール効果が低下した状態で使用し続けた
場合を示す。

本発明例Ｎα１〜６のようにシール部材を構成した空気
予熱機は、シール部材が互いに密着した状態で接触する
ために、良好なシーリング効果かえられる。シール部材
は密着し、摺動状態で気密を保持するが、シール部材の
一方に、耐摩耗性の優れたセラミックスあるいはホーロ
ーを表面に接合していたため、長期間の使用が可能であ
り、メンテナンスの頻度を少なくすることができる等の
長所が得られた。

また、シール部材を圧着しているため、ロータあるいは
ハウジングが熱等で変形した場合においても、シール部
材の間隙を自然と小さくする作用が働き、常に密着状態
を維持できた。

これに対し従来例Ｎα７はシール部を圧着摺動している
金属シール部材が比較的短期間に劣化し、１年後の定期
点検の際には部品交換が必要であった。また従来例Ｎ（
１８は圧着摺動しない従来の構造シールであるためロー
タあるいはハウジングの熱による変形箇所はシール効果
が低下していた。

（発明の効果） 本発明に係る気体予熱機用シール部材によれば、シール
部材の少なくとも一部を無機ガラス及び／又は耐摩耗性
セラミックスにより形成しているので、熱廃ガスによる
腐蝕を効果的に防止でき、かつ耐摩耗性も向上し、長期
間良好なシール性能を維持できる。また熱膨張係数の小
さい無機ガラス及び／又は耐摩耗性セラミックスにより
形成しているので、又は摺動面を除いた面を全て耐蝕鋼
で被覆しているので耐熱衝撃性が向上し、寿命が延び、
メンテナンスの頻度を少なくすることができる。また、
空気予熱桟用シール部材を加圧、摺動させることも可能
となり、常にシール部材を密着させた状態でシールする
ことも可能となった。

これにより、気体予熱機の熱効率を長期間高く保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気予熱機の概略側面図、 第２図は空気予熱機の概略正面図、 第３図はラジアルシーリングプレートを示す斜視図、 第４図はダイアフラムプレート（アキシャルシーリング
プレート）を示す斜視図、 第５図、第６図はそれぞれ他のラジアルシーリングプレ
ートを示す正面図、 第７図は更に他のラジアルシーリングプレート用のブロ
ックを示す斜視図、 第８図、第９図、第１０図はそれぞれアキシャルシーリ
ングプレートの一例を示す斜視図、第１１図は空気予熱
機のロータ外周付近を示す概略図、 第１２図は第１１図の要部拡大図、 第１３図、第１４図はそれぞれバイパスシールに用いる
塊状シール部材を示す斜視図、 第１５図は第１４図のシール部材を取り付けた状態を示
す正面図、 第１６図、第１７図、第１８図、第１９図、第２１図は
それぞれバイパスシールに用いる他のシール部材を示す
斜視図、 第２０図は第１９図の断面図、 第２２図は第２１図の要部拡大図、 第２３図は空気予熱機の概略斜視図である。 ２・・・ロータ ４・・・ダイアフラムプレート ４ａ・・・基体 ４ｂ・・・薄層部 ６、　１６．２６．３６・・・ラジアルシーリングプレ
ート６ａ、　１６ａ、　２６ａ、　３６ａ　−基体６ｂ
、　３６ｂ・・・薄層部 ７、　１７．２７．３７・・・アキシャルシーリングプ
レート８、　１８．２８．３８．４８．５８．６８・・
・バイパスシール用シール部材 ９・・・シーリングバー　　Ａ・・・アキシャルシール
Ｂ・・・ラジアルシール　　Ｃ１・・・バイパスシール
第１図 ノ Ｃバイ１寸スン→し 第２図 フ’Ｄ−１−４ ４ａ（７０） 第３図 第４図 第５図 第６図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 メｆｌｂ 第１５図 ヂ 第１７図 第１９図 第２０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気体予熱機のロータの外周部とハウジングとの間隙
   又は前記ロータの側面とラジアルシーリング部材との間
   隙をシールする気体予熱機用シール部材において、該シ
   ール部材が熱膨張係数が７０×１０＾−＾７／℃以下で
   ある無機ガラス及び／又は耐摩耗性セラミックスにより
   少なくとも一部が形成されていることを特徴とする気体
   予熱機用シール部材。２、空気予熱機用シール部材が無
   機ガラス及び／又は耐摩耗性セラミックスにより形成さ
   れた板状体と、熱膨張係数が７０×１０＾−＾７／℃以
   下であるセラミックスにより形成された板状体とを接合
   したものよりなる、請求項１記載の気体予熱機用シール
   部材。 ３、空気予熱機用シール部材が無機ガラス及び／又は耐
   摩耗性セラミックスにより形成された板状体と、耐蝕鋼
   により形成された板状体とを接合したものよりなる、請
   求項１記載の気体予熱機用シール部材。 ４、無機ガラス又は耐摩耗性セラミックスの充填されて
   いない凹部又は中空部が設けられている、請求項１記載
   の気体予熱機用シール部材。 ５、セラミックスを摺動面として摺動面のみを除いた他
   の全ての面を実質的に耐蝕鋼で囲った耐摩耗性セラミッ
   クスと耐蝕鋼より形成された気体予熱機用シール部材。