JPH0645178Y2 - 回転蓄熱式熱交換器のコア - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、ガスタ−ビン装置な
どに用いられる回転蓄熱式熱交換器のコアに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、乗用車にガスタ−ビン装置を搭載
し、このガスタ−ビン装置で発生する出力で乗用車を走
行させることが進められている。

【０００３】こうした自動車用のガスタ−ビン装置で
は、正味熱効率の向上を図るために再生リサイクルを採
用している。この排ガスから熱を回収する構造に回転蓄
熱式熱交換器が採用されている。

【０００４】すなわち、図２で示されるように回転蓄熱
式熱交換器１ａは、タ−ビンから外部に至るガス通路１
と圧縮機から燃焼器に至る空気通路２との途中に、ハニ
カム構造を用いたマトリックス式のコア３（蓄熱体）を
設けてなり、コア３が軸心を中心として回転するにした
がって、ガス通路１と空気通路２とを交互に通るように
してある。これによって、ガスの熱はハニカム部３ａを
通過する際にコア３を加熱し、その熱は空気通路２側で
ハニカム部３ａを通る空気を加熱する。これにより、排
ガスから熱を回収し、これで燃焼入口前の圧縮空気を加
熱するようにしている。

【０００５】なお、４はコア３をピニオン（図示しな
い）を使って駆動するための、コア３の外周面に緩衝材
５（たとえばシリコンゴム，スポンジなど）装着された
リングギヤである。

【０００６】こうした回転蓄熱式熱交換器のコア３に
は、従来、高くなるサイクル温度に対応するために（熱
交換効率；大）、セラミックス製のマトリックスコア、
すなわち内部にセラミックスの壁部から内部に一面側か
ら他側面に貫通するハニカム形の多数の小さな通路６を
形成した円板状のコア本体３ｂが用いられている。

【０００７】ところで、コア本体３ｂは、タ−ビンから
外部に排出される高温のガスと、圧縮機から燃焼器に入
る低温の空気との両者にさらされながら移動するため
に、温度差から周方向の熱応力が発生する。特にコア本
体３ｂの外周側には大きな熱応力が発生する。

【０００８】このため、従来より、コア３では図３の
（ａ）および（ｂ）で示されるようにコア本体３ｂの外
周部の複数箇所に、コア本体３ｂの外周面からコア本体
３ｂの中心に延びるスロット８を設けている。一般に
は、ハニカム部３ａの壁厚ｔ（０．５mm前後）、空間幅
ｈ（１mm前後）より大きなスロット幅δ（離間距離）の
スロット８を、高温側が深く低温側が浅くなるように斜
めに形成する（温度差が高温側で大きいため）。このよ
うにスロット８を設けると、コア本体３ｂの周方向の熱
応力は緩和される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】ところが、コア８に熱
応力が加わると、スロット８のコア本体３ｂの中心側に
向く端部分９に応力集中が生じる難点がある。この応力
集中によって、スロット８の端部分９に亀裂が生じるお
それがあり、改善が要望されている。

【００１０】この考案は、このような事情に着目してな
されたもので、その目的とするところは、スロットの端
部分に対する応力集中を防ぐことができる回転蓄熱式熱
交換器のコアを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの考案の回転蓄熱式熱交換器のコアは、内部に一面
側から他側面に貫通する多数の通路を有し、かつ外周部
には外周面から中心に延びるスロットを有した円板状の
コア本体をもつ回転蓄熱式熱交換器のコアにおいて、前
記スロットの前記コア本体の中心側に向く端部分に、前
記スロットの離間距離より大きな外形をもつ円弧状の切
欠部を設けたことにある。

【００１２】

【作用】この考案の回転蓄熱式熱交換器のコアによる
と、スロットの端部分に集中しようとするコア本体の周
方向の熱応力は、円弧状の切欠部で分散される。これに
より、応力集中によってコアに亀裂が生じたりすること
を防ぐことができる。

【００１３】

【実施例】以下、この考案を図１の（ａ），（ｂ）に示
す一実施例にもとづいて説明する。なお、図面におい
て、先の「従来の技術」の項で述べたものと同じ部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、この項では異な
る部分（考案の要部）について説明することにする。

【００１４】本実施例は、スロット８の端部分９に円弧
状の切欠部１０を設けた点で異なっている。詳しくは、
切欠部１０はスロット幅δより大きな形状となってい
る。具体的には、切欠部１０にはスロット幅δの約１０
倍程度の直径をもつ円弧形が用いられる。この切欠部１
０がスロット８の端部分９の全体に渡って設けられ、ス
ロット８に端部分９に加わる応力集中を分散するように
してある。

【００１５】しかして、このようにして構成されたコア
本体３ｂは、タ−ビンから外部に排出される高温のガス
と、圧縮機から燃焼器に入る低温の空気との両者にさら
されながら移動して、熱交換が行われると、コア本体３
ｂに周方向の熱応力が発生する。

【００１６】このとき応力はコア本体３ｂに形成した各
スロット８で緩和される。またこの際、スロット８の端
部分９に集中しようとする応力は、円弧状の切欠部１０
で分散される。したがって、スロット８の端部分９に対
する応力集中は防止され、応力集中によってスロット８
の根元部分に亀裂が生じたりするのを防ぐことができ
る。

【００１７】なお、一実施例ではスロット８の端部分９
の全体に、応力を分散させるための円弧状の切欠部１０
を設けたが、これに限らず、特に熱応力が発生しやす
い、スロット８の端部分９の高温側のみに円弧状の切欠
部１０を設けるようにしてもよい。すなわち、少なくと
もスロット８の端部分９の高温側に円弧状の切欠部１０
を設ければ、上述した一実施例と同様の効果を奏する。

【００１８】

【考案の効果】以上説明したようにこの考案によれば、
スロットの端部分に対する応力集中は防止され、応力集
中を原因としたスロットの根元部分の亀裂の発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、この考案の一実施例の回転蓄熱式熱
交換器のコアを示す正面図。 （ｂ）は、同コアの側面図。

【図２】自動車用ガスタ−ビンに取付けられた回転蓄熱
式熱交換器を示す図。

【図３】（ａ）は、従来の自動車用ガスタ−ビンに用い
られていたコアを示す正面図。 （ｂ）は、同コアの側面図。

【符号の説明】

３ｂ…コア本体、６…通路、８…スロット、９…端部
分、１０…円弧状の切欠部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に一面側から他側面に貫通する多数
   の通路を有し、かつ外周部には外周面から中心に延びる
   スロットを有した円板状のコア本体をもつ回転蓄熱式熱
   交換器のコアにおいて、前記スロットの前記コア本体の
   中心側に向く端部分に、前記スロットの離間距離より大
   きな外形をもつ円弧状の切欠部を設けたことを特徴とす
   る回転蓄熱式熱交換器のコア。