JPS581360B2 - カイテンチクネツシキ ネツコウカンキヨウシ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジンの回転蓄熱式熱交換器に
用いるシールに関するものである。

この種シールは従来、第１図に示すようにオーステナイ
ト系ステンレスのベース金属１（例えばＳＵＳ３０４）
に、ニッケルアルミナイドの下地結合用材料層２（メテ
コ４０４，４５０等）を溶射し、その上に酸化ニッケル
と弗化カルシウムとを２０００℃以上のプラズマでブレ
ンド溶射して耐摩耗性の摺動面３を形成し、構成されて
いる。

しかして、かかる従来のシールは、特に熱交換器の高温
側に用いる場合、耐摩耗性の摺動面３が下地結合用材料
層２から僅かに入り込んだ所Ａで剥離することが多かっ
た。

この剥離は、ベース金属１の熱膨脹量が摺動面３の熱膨
脹量よりも大きく、これら熱膨脹量の差を下地結合用材
料層２で吸収し得ず、従って摺動面３がベース金属１の
伸びに追従できないためである。

実際上、摺動面３を構成する酸化ニッケルと弗化カルシ
ウムとのブレンド溶射層の熱膨脹率は、ベース金属１を
構成するオーステナイト系ステンレスの熱膨脹率（約１
５Ｘ１０−６／℃）よりも相当低い。

従って、熱膨脹率が上記のブレンド溶射層のそれに比較
的近いフエライト系ステンレス（約１０×ｌＯ−１／℃
）又はマルテンサイト系ステンレスを、ベース金属１に
用いたり、或いは第２図に４で示すようにオーステナイ
ト系ベース金属１上に溶射することが考えられたが、高
温雰囲気中での耐蝕性を重視する場合ベース金属１には
オーステナイト系ステンレスを用いるのが良く、事実一
般にはこの種ステンレスが用いられている。

本発明はこれに代る回転蓄熱式熱交換器用シールの改良
提案であって、酸化ニッケルが金属的な性質を持ち頑丈
で、弗化カルシウムがセラミック的性質を持ち脆弱であ
る点に着目し、摺動面の酸化ニッケル溶射割合をベース
金属１側において最も高く、べ−ス金属１から遠去かる
につれて漸減させることにより摺動面の剥離強度を高め
る着想を具体化したものである。

即ち、本発明においては例えば第３図に示すように、厚
さ２ｍｍのベース金属１に溶射したニッケルアルミナイ
ドの下地結合用材料層２（厚さ０．０１ｍｍ）上に先ず
酸化ニッケルのみの層５（厚さ０．１ｍ）を溶射し、そ
の上に酸化ニッケル９０％、弗化カルシウム１０％の層
６（厚さ０．１ｍｍ）を溶射し、更にその上に酸化ニッ
ケルｓｏ％、弗化カルシウム２０％の層７（厚さ０．５
〜０．７ｍｍ）を溶射し、摺動面３を３層に構成する。

そして、最終溶射層７の厚さは前の溶射層より数倍厚く
する。

従って、本発明シールは、剥離され易いベース金属１に
隣接する摺動面３の部位が機械的強度大で、耐摩耗性を
犠性にすることなく摺動面３を剥離し難くすることがで
きる。

又、最終溶射層は前段階の溶射層より数倍厚く、ポーラ
ス状のものであるので、熱交換器との摺接時初期なじみ
を早期に完遂して、シール効果を早期に達成することが
できる。

附言すれば実験の結果、第１図に示す従来形シールの摺
動面３が７００℃の使用雰囲気で剥離され、第２図のシ
ール摺動面３が７５０℃の使用雰囲気で剥離を生じたの
に対し、本発明シールでは、摺動面３が８００℃の温度
条件下でも剥離しないことを確かめた。

又、ベース金属１がマルテンサイト系ステンレス又はフ
エライト系ステンレスの場合も、前述したと同様の効果
が得られること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来形シールの２例を示す断面図、
第３図は本発明シールの一例態様を示す断面図である。 １・・・・・・ベース金属、２・・・・・・下地結合用
材料層、３・・・・・・摺動面、５〜７・・・・・・摺
動面構成層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス系ベース金属にニッケルアルミナイドの
   下地結合用材料層を溶射し、該下地結合用材料層の上に
   酸化ニッケルと弗化カルシウムとをブレンド溶射して摺
   動面を形成した回転蓄熱式熱交換器用シールにおいて、
   摺動面を複数の薄層で構成し、これら薄層のうち前記ベ
   ース金属に最も近い層を酸化ニッケルのみの溶射層にす
   ると共にその他の薄層を酸化ニッケルと弗化カルシウム
   との溶射層とし、前記その他の各薄層の酸化ニッケルの
   割合が前記ベース金属から遠い層ほど少なくなるよう段
   階的に減少させると共に、前記ベース金属から最も遠い
   最終溶射層の厚さを先に溶射した溶射層の厚さより数倍
   厚く形成してなることを特徴とする回転蓄熱式熱交換器
   用シール。