JPH036438B2 - - Google Patents
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- JPH036438B2 JPH036438B2 JP21839082A JP21839082A JPH036438B2 JP H036438 B2 JPH036438 B2 JP H036438B2 JP 21839082 A JP21839082 A JP 21839082A JP 21839082 A JP21839082 A JP 21839082A JP H036438 B2 JPH036438 B2 JP H036438B2
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
- F28D19/047—Sealing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転蓄熱式熱交換器の密封装置に関
し、特にそのコアの摺接するシール摺接部材の保
持構造に関する。
し、特にそのコアの摺接するシール摺接部材の保
持構造に関する。
従来の回転蓄熱式熱交換器としては、例えば第
１図に示すようなものがある（特開昭58−187794
号公報参照）。
１図に示すようなものがある（特開昭58−187794
号公報参照）。
ここで、１はハニカム形状の流路１Ａを有する
円筒形状の回転蓄熱体（以下コアとという）であ
り、このコア１の外周面に沿つて取付けられたリ
ングギア２を図示しない駆動装置によつて駆動す
ることにより、コア１を軸心Ｘの回りに回動させ
る。３は高温ガスの導かれるガス通路、４はその
排気通路、５は高圧低温の空気が導かれる空気通
路であり、高温ガスは通路３から通路４へと導か
れる際に流路１Ａを介してコア１に熱を供給し、
空気通路５に導かれた空気は、ここからコア１の
流路１Ａを通過して通路６へと導かれる際に逆に
コア１から熱を受理して予熱され、かくして熱交
換が行われる。
円筒形状の回転蓄熱体（以下コアとという）であ
り、このコア１の外周面に沿つて取付けられたリ
ングギア２を図示しない駆動装置によつて駆動す
ることにより、コア１を軸心Ｘの回りに回動させ
る。３は高温ガスの導かれるガス通路、４はその
排気通路、５は高圧低温の空気が導かれる空気通
路であり、高温ガスは通路３から通路４へと導か
れる際に流路１Ａを介してコア１に熱を供給し、
空気通路５に導かれた空気は、ここからコア１の
流路１Ａを通過して通路６へと導かれる際に逆に
コア１から熱を受理して予熱され、かくして熱交
換が行われる。
７Ａおよび７Ｂは高温ガス通路３および排気通
路４の側と、空気通路５および６の高圧側との間
をほぼ径方向に沿つて封止しているそれぞれシー
ル部材、９Ａおよび９Ｂはコア１の上面および下
面の周囲に沿つてそれぞれほぼ半周および全周に
わたり設けられたシール摺接部材である。
路４の側と、空気通路５および６の高圧側との間
をほぼ径方向に沿つて封止しているそれぞれシー
ル部材、９Ａおよび９Ｂはコア１の上面および下
面の周囲に沿つてそれぞれほぼ半周および全周に
わたり設けられたシール摺接部材である。
なお、本例では金属ばね８の弾性によりシール
部材７Ａおよび９Ａをコア１に押圧させるように
した例が示されているが、この外、空気と高温ガ
スとの間の圧力差を利用してコア１に押圧させる
ようにしたもの等がある。更に、第２図に示すよ
うに、シール摺接部材７Ｂや９Ｂ更に第１図に示
したシール部材７Ａや７Ｂをホルダ１０に嵌め込
んで保持されるように構成したものでは、これら
のシール部材７Ａ，７Ｂ，９Ａおよび９Ｂの低温
側のものにはカーボンや窒化ボロンが、高温側に
はフアインセラミツクスがシール材料として使用
されており、ホルダ１０の熱歪に起因するシール
部材７Ａ〜９Ｂの破損を防止するために、シール
部材７Ａ〜９Ｂとホルダ１０とは緩く嵌め合わさ
れている。
部材７Ａおよび９Ａをコア１に押圧させるように
した例が示されているが、この外、空気と高温ガ
スとの間の圧力差を利用してコア１に押圧させる
ようにしたもの等がある。更に、第２図に示すよ
うに、シール摺接部材７Ｂや９Ｂ更に第１図に示
したシール部材７Ａや７Ｂをホルダ１０に嵌め込
んで保持されるように構成したものでは、これら
のシール部材７Ａ，７Ｂ，９Ａおよび９Ｂの低温
側のものにはカーボンや窒化ボロンが、高温側に
はフアインセラミツクスがシール材料として使用
されており、ホルダ１０の熱歪に起因するシール
部材７Ａ〜９Ｂの破損を防止するために、シール
部材７Ａ〜９Ｂとホルダ１０とは緩く嵌め合わさ
れている。
第２図はシール部７Ｂ，９Ｂがケーシング１１
に直接に取付けられたホルダ１０によつて保持さ
れている例で、例えば第１図の場合ではコア１の
下面側に設けられている密封装置がこれに該当す
る。そこで、シール部材７Ｂや９Ｂは第１図に示
したコア１の上面側のシール部材７Ａおよび９Ａ
を介して得られる押圧力によつてコア１の下面に
押接しており、コア１の回転に伴つて摺接し、こ
の部における密封機能を果す。
に直接に取付けられたホルダ１０によつて保持さ
れている例で、例えば第１図の場合ではコア１の
下面側に設けられている密封装置がこれに該当す
る。そこで、シール部材７Ｂや９Ｂは第１図に示
したコア１の上面側のシール部材７Ａおよび９Ａ
を介して得られる押圧力によつてコア１の下面に
押接しており、コア１の回転に伴つて摺接し、こ
の部における密封機能を果す。
しかしながら、このような従来の密封装置にお
いては、シール部材７Ｂおよび９Ｂがホルダ１０
に遊嵌された状態で保持されているので、例えば
シール部材９Ｂの場合であれば、コア１の外周面
側の空所５Ａには高圧空気が冷却用として回り込
んでおり、低圧側であるガス通路３の側との圧に
生じる圧力差によつてシール部材９Ｂがホルダ１
０から浮き上る傾向となる。
いては、シール部材７Ｂおよび９Ｂがホルダ１０
に遊嵌された状態で保持されているので、例えば
シール部材９Ｂの場合であれば、コア１の外周面
側の空所５Ａには高圧空気が冷却用として回り込
んでおり、低圧側であるガス通路３の側との圧に
生じる圧力差によつてシール部材９Ｂがホルダ１
０から浮き上る傾向となる。
すなわち、第３図に示すように、シール部材９
Ｂが空所５Ａに充満する高圧空気と低圧側との差
圧により力F0で低圧側に偏倚されホルダ１０の
溝１２の通路３側の壁面１２Ａに押接する状態と
なると共に、溝１２の空所５Ａ側の壁面１２Ｂと
シール部材１０のこれに対向する壁面との間に生
じる隙間１３Ａ、および溝１２の底面１２Ｃとシ
ール部材９Ｂの下面との間に生じる隙間１３Ｂに
この高圧空気が回り込むことによつて、シール部
材９が下から高圧空気によつてコア１Ｂ面側に押
上げられてしまう。
Ｂが空所５Ａに充満する高圧空気と低圧側との差
圧により力F0で低圧側に偏倚されホルダ１０の
溝１２の通路３側の壁面１２Ａに押接する状態と
なると共に、溝１２の空所５Ａ側の壁面１２Ｂと
シール部材１０のこれに対向する壁面との間に生
じる隙間１３Ａ、および溝１２の底面１２Ｃとシ
ール部材９Ｂの下面との間に生じる隙間１３Ｂに
この高圧空気が回り込むことによつて、シール部
材９が下から高圧空気によつてコア１Ｂ面側に押
上げられてしまう。
この現象は、シール部材９Ｂが熱膨張率の低い
フアインセラミツクスやカーボン、窒化ボロン等
によつて形成されているのに対してホルダ１０が
一般に金属製であり熱歪が大きいのみならず、熱
膨張率が高いことからその傾向は避けられず、こ
の現象を更に第４図によつて詳述すると、シール
部材９Ｂのコア１側には低圧側の分布ガスP2に
よつてシール幅ＬにわたりF2の合力が加えられ
るのに対して、シール部材９Ｂの下面側には、上
述したように高圧空気の圧力P1によつて、F1の
合力が加えられ、ここで力F1は力F2に比しはる
かにその力が大きいことからおこる。
フアインセラミツクスやカーボン、窒化ボロン等
によつて形成されているのに対してホルダ１０が
一般に金属製であり熱歪が大きいのみならず、熱
膨張率が高いことからその傾向は避けられず、こ
の現象を更に第４図によつて詳述すると、シール
部材９Ｂのコア１側には低圧側の分布ガスP2に
よつてシール幅ＬにわたりF2の合力が加えられ
るのに対して、シール部材９Ｂの下面側には、上
述したように高圧空気の圧力P1によつて、F1の
合力が加えられ、ここで力F1は力F2に比しはる
かにその力が大きいことからおこる。
しかして、このような現象のために、シール摺
接部材９Ｂもしくはコア１の摺動面１Ｂにおける
磨耗が激しいのみならず摩擦抵抗の増大によりコ
ア駆動力も比例して増加し、ひいてはこのような
ことがコア１の破損を招く。
接部材９Ｂもしくはコア１の摺動面１Ｂにおける
磨耗が激しいのみならず摩擦抵抗の増大によりコ
ア駆動力も比例して増加し、ひいてはこのような
ことがコア１の破損を招く。
本発明の目的は、このような従来の問題点に着
目し、シール摺接部材の浮上りが防止でき、常に
適切な接触圧でシール摺接部材がコアに摺接する
ことによりコアの摺動面およびシール部材の摺接
面における異常磨耗やコアの破損の発生が防止で
きる回転蓄熱式熱交換器の密封装置を提供するこ
とにある。
目し、シール摺接部材の浮上りが防止でき、常に
適切な接触圧でシール摺接部材がコアに摺接する
ことによりコアの摺動面およびシール部材の摺接
面における異常磨耗やコアの破損の発生が防止で
きる回転蓄熱式熱交換器の密封装置を提供するこ
とにある。
かかる目的を達成するために、本発明では、シ
ール摺接部材にホルダとの嵌合部をその半径方向
において段付きとなるように形成し、その高圧側
の段付き部の幅を半径方向幅の1/3以下に限定し
て下方のホルダ側に突設すると共に、ホルダ側の
嵌め合わせる溝をもこのシール摺接部材の嵌め合
い部に合わせて形成し、更に、シール摺接部材を
ホルダに嵌め合わせた状態では、溝の低圧側およ
び高圧側の壁面とシール摺接部材のこれらと対向
する面との間に幾分の隙間を保たせるようにす
る。
ール摺接部材にホルダとの嵌合部をその半径方向
において段付きとなるように形成し、その高圧側
の段付き部の幅を半径方向幅の1/3以下に限定し
て下方のホルダ側に突設すると共に、ホルダ側の
嵌め合わせる溝をもこのシール摺接部材の嵌め合
い部に合わせて形成し、更に、シール摺接部材を
ホルダに嵌め合わせた状態では、溝の低圧側およ
び高圧側の壁面とシール摺接部材のこれらと対向
する面との間に幾分の隙間を保たせるようにす
る。
以下に、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
る。
第５図は本発明の一実施例を示し、ここで、２
１はシール摺接部材、２２はそのホルダである。
シール摺接部材２１はその底面を２１Ａと２１Ｂ
の二段となして、部材２１の高圧に面する側をホ
ルダ２２に向けて深く突設させると共に、突設部
２１Ｃの低圧側側面２１Ｄをホルダ２２のこれに
対向する溝側面２３Ｄに当接させた状態で、シー
ル部材２１の両側面と溝２３のこれに対向する側
面２３Ａおよび２３Ｂとの間にそれぞれ幾分の隙
間が保たれるようにする。
１はシール摺接部材、２２はそのホルダである。
シール摺接部材２１はその底面を２１Ａと２１Ｂ
の二段となして、部材２１の高圧に面する側をホ
ルダ２２に向けて深く突設させると共に、突設部
２１Ｃの低圧側側面２１Ｄをホルダ２２のこれに
対向する溝側面２３Ｄに当接させた状態で、シー
ル部材２１の両側面と溝２３のこれに対向する側
面２３Ａおよび２３Ｂとの間にそれぞれ幾分の隙
間が保たれるようにする。
更に、ここで、突設部２１Ｃの底面２１Ｂの幅
ｌはシール摺接部材２１の幅Ｌの1/3を上回わら
ないようにする。
ｌはシール摺接部材２１の幅Ｌの1/3を上回わら
ないようにする。
このようにシール摺接部材２１をホルダ２２に
嵌め合わせて構成した回転蓄熱式交換器の密封装
置にあつては、熱交換器の動作中、差圧から生じ
る力F3によつてシール摺接部材２１が矢印方向
に偏倚され、部材２１の壁面２１Ｄがホルダ２２
の溝側面２３Ｄに押接する。
嵌め合わせて構成した回転蓄熱式交換器の密封装
置にあつては、熱交換器の動作中、差圧から生じ
る力F3によつてシール摺接部材２１が矢印方向
に偏倚され、部材２１の壁面２１Ｄがホルダ２２
の溝側面２３Ｄに押接する。
よつて、高圧側と低圧側とはこの壁面２１Ｄお
よび２３Ｄの互いの接触によつて一応しや断され
ると共に、ホルダ２１の突設部２１Ｃの底面２１
Ｂにはその幅ｌにわたり高圧側の圧力P1が加わ
つて、F4なる上向きの押上げ力が働く。更にま
た、コア１の側からは低圧側の分布圧P2による
合力F2が前述した例と同様にして働くが、この
状態ではF4はF2より小さく、従つてシール摺接
部材２１はホルダ２２側に（F2−F4）の力で押
付けられることになり、シール摺接部材２１がホ
ルダ２２から浮上がるのを抑止する。
よび２３Ｄの互いの接触によつて一応しや断され
ると共に、ホルダ２１の突設部２１Ｃの底面２１
Ｂにはその幅ｌにわたり高圧側の圧力P1が加わ
つて、F4なる上向きの押上げ力が働く。更にま
た、コア１の側からは低圧側の分布圧P2による
合力F2が前述した例と同様にして働くが、この
状態ではF4はF2より小さく、従つてシール摺接
部材２１はホルダ２２側に（F2−F4）の力で押
付けられることになり、シール摺接部材２１がホ
ルダ２２から浮上がるのを抑止する。
しかして、この（F2−F4）の力でシール摺接
部材２１はその面２１Ａをホルダ２２の対向面に
押圧させると共に、部材２１の側面２１Ｄがホル
ダ２２の対向する側面２３Ｄに向けて押接させら
れることにより、ホルダ２２とシール摺接部材２
１との間の洩れを防止することができる。
部材２１はその面２１Ａをホルダ２２の対向面に
押圧させると共に、部材２１の側面２１Ｄがホル
ダ２２の対向する側面２３Ｄに向けて押接させら
れることにより、ホルダ２２とシール摺接部材２
１との間の洩れを防止することができる。
以上説明してきたように、本発明によれば、シ
ール摺接部材の底面をその半径方向で段付きとな
るように形成し、その高圧側に設ける段の幅が全
幅の1/3以下となるようにして、この部を全周に
わたりホルダ側に突設すると共に、ホルダのシー
ル摺接部材嵌め合わせ溝の形状をこれに合わせて
形成し、熱交換器の動作中は流体の圧力差によ
り、シール摺接部材の突接部の低圧側側面がホル
ダの溝の対向する面に当接して、この部で高圧側
の流体圧をしや断するようにしたので、シール摺
接部材がホルダから浮き上つて、コアと過大な押
圧力で摺接し、ためにコアの摺動面やシール摺接
部材の摺接面が異常に磨耗したり、コア駆動トル
クの増大に伴いコアが破損したりするのが防止で
き、シール摺接部材の耐久性向上に役立つと共
に、熱交換器としての信頼度を高めることができ
る。
ール摺接部材の底面をその半径方向で段付きとな
るように形成し、その高圧側に設ける段の幅が全
幅の1/3以下となるようにして、この部を全周に
わたりホルダ側に突設すると共に、ホルダのシー
ル摺接部材嵌め合わせ溝の形状をこれに合わせて
形成し、熱交換器の動作中は流体の圧力差によ
り、シール摺接部材の突接部の低圧側側面がホル
ダの溝の対向する面に当接して、この部で高圧側
の流体圧をしや断するようにしたので、シール摺
接部材がホルダから浮き上つて、コアと過大な押
圧力で摺接し、ためにコアの摺動面やシール摺接
部材の摺接面が異常に磨耗したり、コア駆動トル
クの増大に伴いコアが破損したりするのが防止で
き、シール摺接部材の耐久性向上に役立つと共
に、熱交換器としての信頼度を高めることができ
る。
第１図は従来の回転蓄熱式熱交換器の構成の一
例を示す断面図、第２図はその密封装置の構成の
一例を示す断面図、第３図はその熱交換器の動作
中におけるシール摺接部材の浮上り状態を示す密
封装置の断面図、第４図はそのシール摺接部材に
働く流体圧のベクトル図、第５図は本発明回転蓄
熱式熱交換器の構成の一例を示す断面図、第６図
はそのシール摺接部材に働く流体圧のベクトル図
である。 １……コア、１Ａ……流路、１Ｂ……摺動面、
２……リングギア、３……ガス通路、４……排気
通路、５，６……空気通路、５Ａ……空所、７
Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ，７，９……シール部材、
８……ばね、１０……ホルダ、１１……ケーシン
グ、１２……溝、１２Ａ，１２Ｂ……壁面、１２
Ｃ……底面、１３Ａ，１３Ｂ……隙間、２１……
シール摺接部材、２１Ａ，２１Ｂ……底面、２１
Ｃ……突設部、２１Ｄ……壁面、２２……ホル
ダ、２３……溝、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄ……
面。
例を示す断面図、第２図はその密封装置の構成の
一例を示す断面図、第３図はその熱交換器の動作
中におけるシール摺接部材の浮上り状態を示す密
封装置の断面図、第４図はそのシール摺接部材に
働く流体圧のベクトル図、第５図は本発明回転蓄
熱式熱交換器の構成の一例を示す断面図、第６図
はそのシール摺接部材に働く流体圧のベクトル図
である。 １……コア、１Ａ……流路、１Ｂ……摺動面、
２……リングギア、３……ガス通路、４……排気
通路、５，６……空気通路、５Ａ……空所、７
Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ，７，９……シール部材、
８……ばね、１０……ホルダ、１１……ケーシン
グ、１２……溝、１２Ａ，１２Ｂ……壁面、１２
Ｃ……底面、１３Ａ，１３Ｂ……隙間、２１……
シール摺接部材、２１Ａ，２１Ｂ……底面、２１
Ｃ……突設部、２１Ｄ……壁面、２２……ホル
ダ、２３……溝、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄ……
面。
Claims (1)
- １ 軸心に平行な細孔流路を有する回転コアの面
に摺接するシール摺接部材によつて、前記回転コ
アを介して熱交換を行う圧力の異なる２つの流体
間を封止するようになし、前記シール摺接部材を
ケーシングに取付けたホルダの溝に嵌め合わせて
保持するようにした回転蓄熱式熱交換器におい
て、前記シール摺接部材の前記溝と嵌合する部分
には前記回転コアの半径方向に段付き部を形成
し、該段付き部は、高圧流体側において前記シー
ル摺接部材の全周にわたり前記ホルダ側に突出さ
れ、前記半径方向における前記シール摺接部材の
全幅の1/3以下の幅をもつ突出縁部を有し、前記
ホルダの溝の形状を前記シール摺接部材の前記段
付き部の形状に合わせて形成し、前記流体の圧力
差により前記突出縁部の低圧流体側の側面が前記
ホルダの溝の対向する側面に当接するようにした
ことを特徴とする回転蓄熱式熱交換器の密封装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21839082A JPS59109783A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器の密封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21839082A JPS59109783A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器の密封装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109783A JPS59109783A (ja) | 1984-06-25 |
| JPH036438B2 true JPH036438B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=16719150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21839082A Granted JPS59109783A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器の密封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109783A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613959B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-02-23 | 日産自動車株式会社 | 回転蓄熱式熱交換器 |
| KR100871954B1 (ko) | 2007-05-29 | 2008-12-08 | 김봉기 | 환기이행이 방지된 회전형 전열교환기 |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP21839082A patent/JPS59109783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59109783A (ja) | 1984-06-25 |
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