JPH07310991A - 回転式熱交換装置 - Google Patents
回転式熱交換装置Info
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- JPH07310991A JPH07310991A JP12592294A JP12592294A JPH07310991A JP H07310991 A JPH07310991 A JP H07310991A JP 12592294 A JP12592294 A JP 12592294A JP 12592294 A JP12592294 A JP 12592294A JP H07310991 A JPH07310991 A JP H07310991A
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- Japan
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービン等において、回転式熱交換装置
でのガス漏れを防止するため、熱交換円盤へのシールの
押し付け力を強くしても、動力損失、チッピングの生じ
ないものを得ようとする。 【構成】 熱交換円盤１のセラミック薄板９のガス漏れ
シールとの擦動面２を金属やＣＶＤ法によって形成した
セラミック等の緻密な組織を持つ薄層１０で被覆する。
擦動面２は平滑面とされ、被覆を構成する金属やセラミ
ックス等の耐熱材料を選定することにより、摩擦や摩耗
特性を向上させ、ガスタービン等の高性能化と長寿命化
が図れる。
でのガス漏れを防止するため、熱交換円盤へのシールの
押し付け力を強くしても、動力損失、チッピングの生じ
ないものを得ようとする。 【構成】 熱交換円盤１のセラミック薄板９のガス漏れ
シールとの擦動面２を金属やＣＶＤ法によって形成した
セラミック等の緻密な組織を持つ薄層１０で被覆する。
擦動面２は平滑面とされ、被覆を構成する金属やセラミ
ックス等の耐熱材料を選定することにより、摩擦や摩耗
特性を向上させ、ガスタービン等の高性能化と長寿命化
が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
等に用いられる回転式熱交換装置、特にその熱交換円盤
の擦動面の改良に関する。
等に用いられる回転式熱交換装置、特にその熱交換円盤
の擦動面の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型のガスタービンエンジン等に用いら
れる回転式熱交換装置は、図２に示すように、エンジン
に流入する吸気等の低温ガス流５，６通路と排ガス等の
高温ガス流７，８通路との間に配設され、ローラー４に
よって支持されると共に回転駆動される熱交換円盤１を
有する。この熱交換円盤１は、図３に示すように、０．
１mm程度の厚みのセラミック薄板９からなり、格子状、
蜂の巣状あるいは波板の組立体状で細い多数の透孔を形
成し、高温ガスの通過によって加熱された部分が順次低
温ガス流中に導入され、低温ガスを加熱することによっ
て熱交換を行う。
れる回転式熱交換装置は、図２に示すように、エンジン
に流入する吸気等の低温ガス流５，６通路と排ガス等の
高温ガス流７，８通路との間に配設され、ローラー４に
よって支持されると共に回転駆動される熱交換円盤１を
有する。この熱交換円盤１は、図３に示すように、０．
１mm程度の厚みのセラミック薄板９からなり、格子状、
蜂の巣状あるいは波板の組立体状で細い多数の透孔を形
成し、高温ガスの通過によって加熱された部分が順次低
温ガス流中に導入され、低温ガスを加熱することによっ
て熱交換を行う。
【０００３】このような熱交換装置においては、被加熱
ガスの熱交換円盤への流入ガス５は高温排出ガス８より
高圧であるため、流入ガス５が排出ガス８中に漏れ出
す。また、ガス流７は高温であるため、シール等に変形
を与えやすく、高温ガス７中へ被加熱ガス流６が漏れ出
しやすい。これらのガス漏れは熱交換装置を利用したエ
ンジン性能における損失となる。
ガスの熱交換円盤への流入ガス５は高温排出ガス８より
高圧であるため、流入ガス５が排出ガス８中に漏れ出
す。また、ガス流７は高温であるため、シール等に変形
を与えやすく、高温ガス７中へ被加熱ガス流６が漏れ出
しやすい。これらのガス漏れは熱交換装置を利用したエ
ンジン性能における損失となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このガス漏れを防止す
るため、従来、金属板などからなるシール３を熱交換円
盤１の擦動面２に押しつけていた。しかし、シールの押
し付け力を大きくすると、漏れは小さくなるが、動力損
失が大きくなり、また、擦動面２を構成するセラミック
が機械的摩擦等により破損する（チッピングという）恐
れがあった。特に、回転部分が多いガスタービンにとっ
ては、チッピングは運転上重大事故につながる恐れがあ
る。本発明は、シールの押し付け力を強くしても、動力
損失、チッピングの生じない回転式熱交換装置を得よう
とするものである。
るため、従来、金属板などからなるシール３を熱交換円
盤１の擦動面２に押しつけていた。しかし、シールの押
し付け力を大きくすると、漏れは小さくなるが、動力損
失が大きくなり、また、擦動面２を構成するセラミック
が機械的摩擦等により破損する（チッピングという）恐
れがあった。特に、回転部分が多いガスタービンにとっ
ては、チッピングは運転上重大事故につながる恐れがあ
る。本発明は、シールの押し付け力を強くしても、動力
損失、チッピングの生じない回転式熱交換装置を得よう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、図１
に示すように、熱交換円盤１のセラミック薄板９の擦動
面２を金属またはＣＶＤ法で形成されたセラミックス等
の緻密な組織で、平滑な表面を有する薄層１０で被覆し
たものである。これにより、熱交換円盤１のセラミック
薄板９の端面はシール３と直接接触せず、上記被覆層１
０で保護されるので、セラミック９は通常の材質であ
り、脆さをもつものではあってもチッピングを生じる恐
れがない。また、シール３との接触面が高強度でセラミ
ックより組織が緻密であり、その表面を平滑にできるの
で、摩擦を小さくすることが出来る。さらに、チッピン
グを生じる恐れがなく、シール３の押し付け力を大きく
することが出来、ガス通路と熱交換円盤との間のガス漏
れを小さくすることが出来る。
に示すように、熱交換円盤１のセラミック薄板９の擦動
面２を金属またはＣＶＤ法で形成されたセラミックス等
の緻密な組織で、平滑な表面を有する薄層１０で被覆し
たものである。これにより、熱交換円盤１のセラミック
薄板９の端面はシール３と直接接触せず、上記被覆層１
０で保護されるので、セラミック９は通常の材質であ
り、脆さをもつものではあってもチッピングを生じる恐
れがない。また、シール３との接触面が高強度でセラミ
ックより組織が緻密であり、その表面を平滑にできるの
で、摩擦を小さくすることが出来る。さらに、チッピン
グを生じる恐れがなく、シール３の押し付け力を大きく
することが出来、ガス通路と熱交換円盤との間のガス漏
れを小さくすることが出来る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。小型ガスター
ビン用の回転式熱交換装置において、熱交換円盤１は従
来技術と同様、耐熱性に優れたアルミニウム、マグネシ
ウム、シリコン、リチウム等の酸化物からなるセラミッ
ク薄板９を格子状、蜂の巣状あるいは波板の組立体状
等、多数の透孔を有するように組立て、構成される。こ
の熱交換円盤のシール３との擦動面２は金属または緻密
な組織を持つセラミックス１０で被覆される。
ビン用の回転式熱交換装置において、熱交換円盤１は従
来技術と同様、耐熱性に優れたアルミニウム、マグネシ
ウム、シリコン、リチウム等の酸化物からなるセラミッ
ク薄板９を格子状、蜂の巣状あるいは波板の組立体状
等、多数の透孔を有するように組立て、構成される。こ
の熱交換円盤のシール３との擦動面２は金属または緻密
な組織を持つセラミックス１０で被覆される。
【０００７】この被覆は、減圧室中で材料分子を飛散・
付着させるスパッタリング法、高温溶融耐熱金属を熔射
する方法、もしくは化学気相蒸着（ＣＶＤ）法で緻密な
組織のセラミック薄層を堆積させる方法等によって熱交
換円盤の端面付近に被覆を形成させることが出来る。必
要があれば、擦動面２はその後、平滑な面に加工し、シ
ール３との摩擦を最小にすることができる。運転、停止
による温度変化により、被覆とセラミック間に熱膨張に
よる剥離を生じたとしても、常にシール３によって押圧
されていること、被覆がセラミック９の端部を包込んで
いることにより、大きな問題は生じない。
付着させるスパッタリング法、高温溶融耐熱金属を熔射
する方法、もしくは化学気相蒸着（ＣＶＤ）法で緻密な
組織のセラミック薄層を堆積させる方法等によって熱交
換円盤の端面付近に被覆を形成させることが出来る。必
要があれば、擦動面２はその後、平滑な面に加工し、シ
ール３との摩擦を最小にすることができる。運転、停止
による温度変化により、被覆とセラミック間に熱膨張に
よる剥離を生じたとしても、常にシール３によって押圧
されていること、被覆がセラミック９の端部を包込んで
いることにより、大きな問題は生じない。
【０００８】また、熱交換円盤１の透孔の形にあわせた
孔を有する金属板を擦動面２に接合しても良い。この場
合、接合強度を高めるため、セラミックと金属の種類に
応じて適当なＮｉＣｒＡｌＹなどの中間層を設けるのが
よいことは良く知られている。シール３は保持金属材料
の上にＣｕ、ＮａＦ、ＬｉＦ、ＢａＴｉＯ3あるいはＣ
ａＦ2などをコーティングしたものが使用されるので、
摩擦を小さくするためには、被覆材料としては例えばＨ
Ａ２１４、ＩＮＫ７５０などのＮｉＣｒ系合金、耐摩耗
被覆材として知られるＣｒ2Ｏ3、あるいは緻密で平滑な
面を作れるＳｉ3Ｎ4、ＳｉＣなどが高温条件で使用する
ことができ、適当である。
孔を有する金属板を擦動面２に接合しても良い。この場
合、接合強度を高めるため、セラミックと金属の種類に
応じて適当なＮｉＣｒＡｌＹなどの中間層を設けるのが
よいことは良く知られている。シール３は保持金属材料
の上にＣｕ、ＮａＦ、ＬｉＦ、ＢａＴｉＯ3あるいはＣ
ａＦ2などをコーティングしたものが使用されるので、
摩擦を小さくするためには、被覆材料としては例えばＨ
Ａ２１４、ＩＮＫ７５０などのＮｉＣｒ系合金、耐摩耗
被覆材として知られるＣｒ2Ｏ3、あるいは緻密で平滑な
面を作れるＳｉ3Ｎ4、ＳｉＣなどが高温条件で使用する
ことができ、適当である。
【０００９】
【発明の効果】本発明の回転式熱交換装置は、上記の構
成により、擦動面でのチッピング発生の恐れがないの
で、シール押し付け力を大きくし、ガス通路とのガス漏
れを低減してガスタービンエンジン等の高性能化が図れ
る。また、自動車等、加速度の加わる使用において、熱
交換円盤の耐衝撃性が高まる。さらに、被覆を構成する
金属を選定することにより、摩擦や摩耗特性を向上さ
せ、ガスタービン等の高性能化と長寿命化が図れるとい
う効果を奏する。
成により、擦動面でのチッピング発生の恐れがないの
で、シール押し付け力を大きくし、ガス通路とのガス漏
れを低減してガスタービンエンジン等の高性能化が図れ
る。また、自動車等、加速度の加わる使用において、熱
交換円盤の耐衝撃性が高まる。さらに、被覆を構成する
金属を選定することにより、摩擦や摩耗特性を向上さ
せ、ガスタービン等の高性能化と長寿命化が図れるとい
う効果を奏する。
【図１】本発明の回転式熱交換装置における熱交換円盤
の擦動面の構造の１実施例を示す概念図である。
の擦動面の構造の１実施例を示す概念図である。
【図２】従来の回転式熱交換装置の構成を示す概念図で
ある。
ある。
【図３】従来の熱交換円盤の構造を示す概念図である。
１ 熱交換円盤 ２ 擦動面
３ シール ４ ローラー ５、６ 低温ガス流
７、８ 高温ガス流 ９ セラミック薄板 １０ 被覆
３ シール ４ ローラー ５、６ 低温ガス流
７、８ 高温ガス流 ９ セラミック薄板 １０ 被覆
Claims (2)
- 【請求項１】 熱交換円盤におけるセラミック薄板のガ
ス漏れシールとの擦動面を、緻密な金属薄層または緻密
な組織のセラミック薄層からなる平滑層で被覆したこと
を特徴とする回転式熱交換装置 - 【請求項２】 上記緻密な組織のセラミック薄層は、Ｃ
ＶＤ法で形成されることを特徴とする請求項１の回転式
熱交換装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125922A JP3000125B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 回転式熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6125922A JP3000125B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 回転式熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310991A true JPH07310991A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3000125B2 JP3000125B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=14922270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6125922A Expired - Lifetime JP3000125B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 回転式熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3000125B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE2350702A1 (en) * | 2023-06-09 | 2024-12-10 | Munters Europe Ab | Gas sorption rotor for air treatment and method for manufacturing such gas sorption rotor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938247A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-09 | ||
| JPS584277A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | シャープ株式会社 | コネクタ |
| JPS5816188A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | 回転蓄熱式熱交換器 |
| JPS6133429U (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-28 | エルナ−株式会社 | チツプ形固体電解コンデンサ |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP6125922A patent/JP3000125B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938247A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-09 | ||
| JPS584277A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | シャープ株式会社 | コネクタ |
| JPS5816188A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | 回転蓄熱式熱交換器 |
| JPS6133429U (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-28 | エルナ−株式会社 | チツプ形固体電解コンデンサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE2350702A1 (en) * | 2023-06-09 | 2024-12-10 | Munters Europe Ab | Gas sorption rotor for air treatment and method for manufacturing such gas sorption rotor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3000125B2 (ja) | 2000-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971125 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |