JPS5823103Y2 - 回転蓄熱式熱交換器の金属製蓄熱体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転蓄熱式熱交換器における円盤形の金属製
蓄熱体に関するものである。

一般に、回転蓄熱式熱交換器は、微細な通孔を有する円
盤形の蓄熱体を主要部とし、該蓄熱体面に密接して配置
した流体混合防止用シーリング手段、そして高温、低温
の流体を前記蓄熱体に導入するための管路、および蓄熱
体を回動させるための駆動手段から構成されており、蓄
熱体を軸の周りに回転させ蓄熱体面に、高温流体と低温
流体とを、互に混合しないようにして、導入することに
より、高温流体域で得た熱を、低温流体域で放出して熱
交換するものであって、主として、ガスタービンエンジ
ンの熱交換器として開発されているものである。

この種の熱交換器の金属製蓄熱体として提案されている
従来のものにあっては、実用上の弊害、特に致命的な欠
陥を持つものが少なくない。

具体例を示せば次の通りである。

従来の熱交換器における金属製蓄熱体１０は、第１図に
示すように、回転軸になるとともに蓄熱体の中心となる
ハブ１の周りに、金属製平板２と金属製波板３とを交互
に巻付け、その最外周部に弾性体７を保持するための受
は部８を有するリム４を配置し、そしてシーリング手段
１１を当接して戊るものであり、さらにギア５および弾
性体装着部９を有する駆動リング６内に、弾性体７を介
して、緊密に設置した構成になっている。

ここで弾性体７は、駆動リング６からのトルクを金属製
蓄熱体１０に伝達する作用および金属製蓄熱体１０の伸
縮を緩衝させるために用いである。

このような構成のものにおいては、金属製蓄熱体１０全
体に生ずる伸縮は、上記弾性体７により緩衝可能である
が、金属製蓄熱体１０の内部に生じた伸縮に対しては、
何等の対策にならない。

すなわち金属製蓄熱体１０に生ずる温度分布は一般に、
中心部に比し外周部はど相対的に低温になる。

しかも、前記リム４より内部の蓄熱部は、加熱・冷却が
くり返えされて温度変化が著しく大きくなる。

この結果、前記平板２と波板３とで成る蓄熱体内部に熱
歪みが生ずることになるが、この歪みは、外周部域がよ
り低温でかつ比較的温度変化が少くリム４の剛性が大で
あるため、伸張が制限され、結局、金属製蓄熱体１０の
変形もしくは破壊に至らしめることになるからである。

又、従来構造では、上記弾性体が接触している部分の蓄
熱体面で、変形、破壊等の欠陥をもたらすことになる。

つまり、金属製蓄熱体を構成している前記平板および波
板は０．１ を程度の薄板であるがら、かならずしも強
度が充分でない、他方、蓄熱体の回動に際しては、上記
接触部に相当の力が掛り、これによって上記欠陥が生じ
、最終的には駆動作動の困難をもたらすことにもなるの
である。

本考案は、かような欠点を改善すべく為されたものであ
って、前記リムの使用を廃して、平板と波板とで戒る金
属製蓄熱体の外周面部に後述する押圧法によって形成し
た凹部構造を設けたことを特徴とするものである。

以下、実施例を示す図面に基づいて本考案を説明すると
、第２図ａ、ｌ）は金属製蓄熱体を含んで成る熱交換器
の概略を示すもので、従来品同様、ハブ２１の周囲に、
金属製（たとえばＳＵＳ ３０４）平板２２と同波板２
３とを交互に積重して一体的に接合し、その最終巻付部
であるところの外周部の円周面に複数個の凹部２４を設
けて形威した円筒形の金属製蓄熱体２０を、上記同様、
ギア２５および弾性体装着部２６を有する駆動リング２
７の円内部に配置し、弾性体２８を、前記装着部２６と
凹部２４との間に挿着して固定させ、さらに同じくシー
リング手段２９を接置した構成になっている。

ここで金属製蓄熱体２０に設ける凹部２４の個数は、必
要に応じて決定するが、その際駆動リング２７からのト
ルク伝達を均一ならしめる見地から、中心に対し、対称
位置に均等配分されるように（たとえば１２個）設ける
のが好ましい。

又上記凹部構造の形成方法は押圧法による。

押圧法は、第５図に示すように、凹部輪郭と同一輪郭を
有した凸部構造型３１．３１を、前記円筒形の金属製蓄
熱体１０の円周面に、プレスＰで押圧して凹部２４を形
成するものである。

なお第３図に、第２図の一部拡大図を示しておく。

又第４図に示す実施例は、弾性体装着部２６および凹部
２４のほぼ全面に亙って、装着できる面構造を持つ弾性
体２８′例えば耐熱合金鋼たるインコネルＸ（商品名）
等を用いた装置例である。

以上の構成で戒る熱交換器は、その作動に際し、金属製
蓄熱体２０に生ずる温度差に起因する熱歪みにより、伸
縮が起ると、全面的な歪み、つまり蓄熱体２０と駆動リ
ング２７間の歪みは、蓄熱体２０駆動のためのトルクを
伝達すると同時に伸縮を緩衝させる作用をする弾性体２
８あるいは２８′により緩衝される。

蓄熱体２０内部に生じた熱歪みも、従来のように強固な
外周リムを用いてないから、伸縮が自在となる。

又、押圧法による凹部構造において、弾性体が接触する
凹部下方の蓄熱体部は押圧されて、波板と平板との積重
構造が第３図にみられるように密になり、機械的強度が
向上する。

さらに前記凹部構造には、その成形時に、約１．５ｔ／
１ケ凹部の力が既に加えられており、駆動の際ここに加
わる力は、これに比し相対的に小さいから前述した変形
、破壊の問題は生じない。

本考案による金属製蓄熱体は、このように、単に外周リ
ムを廃したに止どまらず、金属製蓄熱体に特殊な弾性体
受は部手段を設けることなく該蓄熱体の円周面を中心方
向に押圧して弾性体受は部手段としての凹部を形威し、
この凹部付近にて平板と波板との積重構造を密にしたも
のであるがら、蓄熱体自体の温度不均一による膨張を許
容して従来見られた熱歪みによる蓄熱体の変形、破壊を
防止できると共に、弾性体受は部の機械的強度が向上し
、駆動力伝達に適した構造となるので、きわめて実利的
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転蓄熱式熱交換器の一部平面図で、第
２図ａは本考案による同熱交換器の一部平面図を示し、
第２図すは同蓄熱体の斜視図である。 さらに第３図は、第２図ａの一部拡大図であり、第４図
は他の実施例を示す同拡大図である。 第５図は凹部の形成方法を示す説明図である。 ２０・・・・・・金属製蓄熱体、２１・・・・・・ハブ
、２２・・・平板、２３・・・・・・波板、２４・・・
・・・凹部、２７・・・・・・駆動リング、２８．２８
’・・・・・・弾性体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 平板と波板とを交互に半径方向に積重して一体的に接合
   した円盤状の金属製蓄熱体の円周面の複数個所に、該個
   所を中心方向に押圧して、駆動リングとの間に介装され
   る弾性体の受は部となる凹部を形成し、この凹部の付近
   にて平板と波板との積重構造を密にしたことを特徴とす
   る回転蓄熱式熱交換器の金属製蓄熱体。