JPS584071Y2 - 回転蓄熱式熱交換器のシ−ル構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガスタービン等に供される回転蓄熱式熱交換器
のシール構造に関する。

ガスタービンの回転蓄熱式熱交換器の構造を第１図によ
って説明すると、蓄熱体１は圧縮空気通路２と燃焼ガス
通路３とに跨って回転自在に配設されていて、その回転
によりコンプレッサ１０から圧送される圧縮空気を高温
化して燃焼器１１に送給すると共に、パワータービン１
３から排出される高温の燃焼ガスを冷却して系外に排出
するものである。

ガスタービンの駆動システムを具体的に説明すると、前
述のように蓄熱器１により加熱された高温圧縮空気は燃
焼器１１に送られて燃料の燃焼用に供され、該燃焼器１
１で発生した燃焼ガスはコンプレッサタービン１２に導
出され、該コンプレッサタービン１２を回転させてコン
プレッサ１０の動力を得る。

コンプレッサタービン１２を回転させた後、燃焼ガスは
次段のパワータービン１３を回転させて、出力軸より出
力が取出される。

そして、このパワータービン１３を経由して燃焼ガス通
路３に導出される燃焼ガスは蓄熱体１により冷却されて
系外に排出されるのである。

ところで、前記圧縮空気通路２および燃焼ガス通路３の
各高温側の周壁端部および燃焼ガス通路３の低温側の周
壁端部には第２図に示す如きシール材５，４が蓄熱体１
と摺接するように配設されているが、高温側のシール材
５には、金属の表面に酸化ニッケルとフッ化カルシウム
を溶射したものが使用され、低温側のシール材４には自
己潤滑性の良いカーボン材が使用されるのが通常である
。

これは、高温側にカーボン材を使用すると、カーボン材
が酸化されてしまい、高温側には自己潤滑性の良いカー
ボン材を使用することができないためである。

このカーボン材は、高温における耐酸化性が劣る点を除
けば、金属の表面に溶射を施したものと比較して、潤滑
性が良く蓄熱体１０回転トルクを小さくできるとともに
、片当りしているような場合でも該蓄熱体１の摩耗もし
くは、損傷を回避できる等の利点が有るため、第３図に
示すようにカーボン基材５ａの高温雰囲気に晒される面
にシリコンカーバイド等の耐酸化被膜５ｂを施すように
したものが提案されている。

しかし、このようにカーボン基材５ａに耐酸化被膜５ｂ
を施しても、蓄熱体１の外周縁部は圧縮空気通路２側に
至っても、シール材５によって閉塞されていてコンプレ
ッサ１０から送出される低温空気の流通がなく、冷却が
十分に行われないため高温化し易く、このため特に燃焼
ガス通路３の高温側ではシール材５が、摺接する蓄熱体
１の熱影響によって耐久性が損われるという不具合があ
った。

なお、第３図中６はシール材ホルダを示す。本考案はか
かる従来の実状に鑑み、圧縮空気通路および燃焼ガス通
路の高温側周壁端に配されるシール材を、その圧縮空気
通路側に配される部分の蓄熱体外周縁部と摺接する面に
切欠部を設けて蓄熱体外周部に圧縮空気が可及的に流通
できるようにしてその冷却を積極的に行って耐久性を向
上し得るようにしたものである。

以下本考案の実施例を図面と共に詳述する。

即ち、本考案にあっては第４，５図に例示するように、
圧縮空気通路２および燃焼ガス通路３の高温側周壁端部
に配設されるカーボン材５ａを基材とするシール材５の
、前記圧縮空気通路２側に配されて蓄熱体１の外周縁部
と周接する部分の内側半径ｒａをシール材５一般部の内
側半径、つまり燃焼ガス通路３側に配される部分の内側
半径ｒｂよりも大きくとって、適宜の幅Ｗの切欠部７を
形成し、蓄熱体１の外周側に圧縮空気の流通面積が拡大
するようにしである。

前記切欠部７はシール材５のシール効果を損なわない程
度の幅に形成されることは勿論で、また本例の如くシー
ル材５の前後面にわたって切欠形成する他、第６図に示
す如く蓄熱体１の外周縁部と摺接する面からシール材５
の厚さの途中にがけて切欠部７を形成するようにしても
よい。

この場合切欠部７の形状としては第７図Ａに示すような
テーパ状、あるいは同図Ｂに示すような溝状等任意の形
状にすることができる。

更に、切欠部７は前述の如く蓄熱体１の外周縁部と摺接
する全範囲ｌに形成する他、第８図に示す如く間欠的に
形成するようにしてもよい。

以上の構成よりなる本考案によれば、燃焼ガス通路３側
で加熱された蓄熱体１は、その回転により圧縮空気通路
２側に至って、コンプレッサ１０から送り込まれる低温
圧縮空気の流通によって冷却されるが、特に該蓄熱体１
の外周縁部Ｐは第９図に示すように圧縮空気通路２側の
シール材５に切欠部７が設けられていて圧縮空気Ｃが可
及的に流通し得るようになっているので、該蓄熱体１の
外周縁部をも積極的に冷却することができ、この結果、
第１０図に示すように蓄熱体外周縁部Ｐが燃焼ガス通路
３側に至っても該２部には燃焼ガスｈが通過せず閉塞状
態となっているので高温化するのを防止でき、これによ
りカーボン材５ａを基材とするシール材５の燃焼ガス通
路３側に配されて蓄熱体１外周縁部と摺接する部分の早
期摩耗を効果的に防止できるのである。

以上のように本考案によれば構造は簡単であるが自己潤
滑性の良いカーボン材を基材としたシール材の熱的耐久
性を向上して、長期に亙って優れたシール効果を持続さ
せることができるという実用上多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービンの回転式熱交換器を示す断面図、
第２図は従来のシール構造に採用されるシール材の側面
図、第３図は第１由のＩＩＩ範囲部の拡大断面図、第４
図は本考案シール構造に採用されるシール材の側面図、
第５図は第４図のＶ範囲部のシール材ホルダを取除いた
状態の拡大図、第６図は異なる例を示す側面図、第７図
Ａ、Ｂは第６図のＶＩＩ−Ｖｌｌ線断面図、第８図は更
に異なる例を示す側面図、第９図および第１０図は本考
案の作用説明図である。 １・・・・・・蓄熱体、２・・・・・・圧縮空気通路、
３・・・・・・燃焼ガス通路、５・・・・・・シール材
、５ａ・・・・・・カーボン材、５ｂ・・・・・・耐酸
化被膜、７・・・・・・切欠部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮空気通路と燃焼ガス通路とに跨って蓄熱体を回転自
   在に配設すると共に、前記各通路の高温側の周壁端部に
   それぞれシール材を蓄熱体と摺接するように配設した構
   造において、前記圧縮空気通路側の蓄熱体外周縁部と摺
   接する部分に切欠部を設け、前記蓄熱体外周縁部および
   切欠部を通って圧縮空気が流通できるようにすると共に
   、燃焼ガス通路側において該蓄熱体外周縁部がシール材
   により閉塞されるようにしたことを特徴とする回転蓄熱
   式熱交換器のシール構造。