JPS59176589A - 回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置 - Google Patents
回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置Info
- Publication number
- JPS59176589A JPS59176589A JP4795283A JP4795283A JPS59176589A JP S59176589 A JPS59176589 A JP S59176589A JP 4795283 A JP4795283 A JP 4795283A JP 4795283 A JP4795283 A JP 4795283A JP S59176589 A JPS59176589 A JP S59176589A
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- JP
- Japan
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- heat
- temperature
- resistant
- temperature gas
- wear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
- F28D19/047—Sealing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ガスタービンエンジン等に用いられる回転
蓄熱式熱交換器の高温シール摺動装置に関する。
蓄熱式熱交換器の高温シール摺動装置に関する。
近年、ガスタービンエンジンの高効率化を狙ったサイク
ル最高温度の高温化（１３００〜１４００°Ｃ以上）に
伴い、熱交換器入口の温度も１０００〜１２００°Ｃと
高温化するようになったが、このような高温ガスのシー
ルに適当な材料や技術は未だ未開発の状態にあり、その
開発が強く要望されていた。
ル最高温度の高温化（１３００〜１４００°Ｃ以上）に
伴い、熱交換器入口の温度も１０００〜１２００°Ｃと
高温化するようになったが、このような高温ガスのシー
ルに適当な材料や技術は未だ未開発の状態にあり、その
開発が強く要望されていた。
第１図は回転蓄熱式熱交換器を概念的に示すもので、回
転軸Ｘ方向に多数のハニカム様の流路１ａを有するコア
１が、一体的に固設されたリングギア２を介して図示し
ない駆動装置により外部から駆動されて回転し、高温ガ
ス流路３から流入した高温ガスはコア１の流路１ａを矢
示Ａ方向に通過して排気ダクト４に流出する。
転軸Ｘ方向に多数のハニカム様の流路１ａを有するコア
１が、一体的に固設されたリングギア２を介して図示し
ない駆動装置により外部から駆動されて回転し、高温ガ
ス流路３から流入した高温ガスはコア１の流路１ａを矢
示Ａ方向に通過して排気ダクト４に流出する。
一方、低温ガス流路５の低温ガスもコア１の流路１ａを
矢示Ｂ方向に通過して加熱ガス流路６に流出するが、そ
の途中で高温ガスによって加熱されたコア１により熱を
与えられる。
矢示Ｂ方向に通過して加熱ガス流路６に流出するが、そ
の途中で高温ガスによって加熱されたコア１により熱を
与えられる。
また、コア１の両側面には、リング部分７ａと横リブ状
部分７ｂとによって構成されたシール部材７および半リ
ング状のシール部材８が接触摺動して高温ガス流と低温
ガス流を隔部している。なお、９は回転蓄熱式熱交換器
のケーシングである。
部分７ｂとによって構成されたシール部材７および半リ
ング状のシール部材８が接触摺動して高温ガス流と低温
ガス流を隔部している。なお、９は回転蓄熱式熱交換器
のケーシングである。
このような構成からなる回転蓄熱式熱交換器において、
高温ガスが流入する側は、熱交換により高温となった低
温ガスの排出側でもあるので、高温側シール部材７は低
温側シール部材８に比して著しく高温になる。したがっ
て、低温シール側に用いられているカーボングラファイ
ト、カーボン含有金属等の摩擦係数が０．１〜０．３と
小さい摺動性。
高温ガスが流入する側は、熱交換により高温となった低
温ガスの排出側でもあるので、高温側シール部材７は低
温側シール部材８に比して著しく高温になる。したがっ
て、低温シール側に用いられているカーボングラファイ
ト、カーボン含有金属等の摩擦係数が０．１〜０．３と
小さい摺動性。
耐摩耗性に優れた摺動材は耐熱性が最高４００’Ｃと低
いので高温側シール部材としては使用することができな
い。
いので高温側シール部材としては使用することができな
い。
従来、このような高温部分に一般に用いられている高温
シール装置しては、ケーシングに金属性の母材を固設し
、この高温シール母材に酸化ニッケル、弗化カルシウム
等のシール部材を溶射等によってコーティングしてこの
シール部材をコア１に摺接せしめるか、ケーシングに金
属性のホルダを固設し、このホルダにシール部材を挿入
固着し、このシール部材をコア１に摺接せしめるがのい
ずれかの方法がとられていた。
シール装置しては、ケーシングに金属性の母材を固設し
、この高温シール母材に酸化ニッケル、弗化カルシウム
等のシール部材を溶射等によってコーティングしてこの
シール部材をコア１に摺接せしめるか、ケーシングに金
属性のホルダを固設し、このホルダにシール部材を挿入
固着し、このシール部材をコア１に摺接せしめるがのい
ずれかの方法がとられていた。
しかしながら、いずれも金属母材にシール部材を固着し
た構造で、かつシール部材そのものの材質も耐熱性およ
び耐摩耗性に乏しいので、高温ガスの入口温度が上昇す
ると金属母材が変形し、シール部材の平面度が損なわれ
てシール機能を失ったり、シール部材が金属母材がら剥
離するおそれがあると共に、シール部材自身の摩耗も著
しい等の欠点があった。
た構造で、かつシール部材そのものの材質も耐熱性およ
び耐摩耗性に乏しいので、高温ガスの入口温度が上昇す
ると金属母材が変形し、シール部材の平面度が損なわれ
てシール機能を失ったり、シール部材が金属母材がら剥
離するおそれがあると共に、シール部材自身の摩耗も著
しい等の欠点があった。
また、このような欠点を解決するため、シール部材とし
て耐熱性及び耐摩耗性に優れたファインセラミックス等
を使用した場合は、ファインセラミックスの硬度がきわ
めて高いため、コアの摩耗ふ が著しく大きくなって使用に耐ない難点があった。
て耐熱性及び耐摩耗性に優れたファインセラミックス等
を使用した場合は、ファインセラミックスの硬度がきわ
めて高いため、コアの摩耗ふ が著しく大きくなって使用に耐ない難点があった。
３−
この点を改良するため、本出願人はさきに特願昭５６−
１．１３０３９号として、高温ガス流入側のシール部材
が接触摺動するコアのリング状周端面にシール部材と同
等の耐熱性および耐摩耗性を有するリング状部材を埋設
した回転蓄熱式熱交換器を出願した。
１．１３０３９号として、高温ガス流入側のシール部材
が接触摺動するコアのリング状周端面にシール部材と同
等の耐熱性および耐摩耗性を有するリング状部材を埋設
した回転蓄熱式熱交換器を出願した。
その大略を第２図を参照して簡単に説明すると、高温側
のシール７を、例えばＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４ 等のファ
インセラミックスで形成し、このシール部材７の摺接面
７ｃに対向するコア１の周端面に溝１ｂを設け、この溝
１ｂにシール部材７と同等の耐熱性および耐摩耗性を有
するファインセラミックスからなるリング状部材１０を
埋設し、コア１の高温側端面とリング状部材１０の摺接
面とを同一面にしている。したがって、高温シール摺動
部はファインセラミックス同志の共摺動となっている。
のシール７を、例えばＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４ 等のファ
インセラミックスで形成し、このシール部材７の摺接面
７ｃに対向するコア１の周端面に溝１ｂを設け、この溝
１ｂにシール部材７と同等の耐熱性および耐摩耗性を有
するファインセラミックスからなるリング状部材１０を
埋設し、コア１の高温側端面とリング状部材１０の摺接
面とを同一面にしている。したがって、高温シール摺動
部はファインセラミックス同志の共摺動となっている。
しかしながら、この先願にかかるものは、耐熱性、耐摩
耗性には優れているが、耐熱性に優れたシール部材で摩
擦係数の小さい材料が見当らない現状であり、ファイン
セラミックス同志の摺動で４− は摩擦係数が０．５〜０，８と大きいので、摺動抵抗が
大きくなり、コアの駆動馬力が大きくなると共に、コア
の耐久性を損ったりする恐れがあるという問題点があっ
た。
耗性には優れているが、耐熱性に優れたシール部材で摩
擦係数の小さい材料が見当らない現状であり、ファイン
セラミックス同志の摺動で４− は摩擦係数が０．５〜０，８と大きいので、摺動抵抗が
大きくなり、コアの駆動馬力が大きくなると共に、コア
の耐久性を損ったりする恐れがあるという問題点があっ
た。
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、耐熱性、
耐摩耗性に優れ、かつ摺動抵抗の小さい回転蓄熱式熱交
換器の高温シール摺動装置を提供することを目的とする
ものである。
耐摩耗性に優れ、かつ摺動抵抗の小さい回転蓄熱式熱交
換器の高温シール摺動装置を提供することを目的とする
ものである。
そのため、この発明による高温シール摺動装置は、耐熱
性に優れたシール材を、少くとも高温ガス流路外周部の
一部を形成するように配設すると共に、これと同心状に
耐摩耗性に優れた摺動材を１低温ガス通路中に設けるよ
うにした。
性に優れたシール材を、少くとも高温ガス流路外周部の
一部を形成するように配設すると共に、これと同心状に
耐摩耗性に優れた摺動材を１低温ガス通路中に設けるよ
うにした。
以下、添付図面の第３図乃至第５図を参照してこの発明
の詳細な説明するが、第２図と同一の部分には同一の符
号を付してその部分の説明を省略する。
の詳細な説明するが、第２図と同一の部分には同一の符
号を付してその部分の説明を省略する。
ケーシング９にボルト１１でリング状のホルダ１２を固
設し、このホルダ１２に同心円状をなす内外の環状溝１
２ａ、１２ｂを設け、内側環状溝１２ａに、例えば窒化
ボロンを主成分とする焼結体のような高耐熱性、易摩純
性材料でリング状に形成したシール材１３を固設して、
このシール材１３により、高温ガス流路３および熱交換
を終えた加熱ガス流路の一部を形成するようにする。
設し、このホルダ１２に同心円状をなす内外の環状溝１
２ａ、１２ｂを設け、内側環状溝１２ａに、例えば窒化
ボロンを主成分とする焼結体のような高耐熱性、易摩純
性材料でリング状に形成したシール材１３を固設して、
このシール材１３により、高温ガス流路３および熱交換
を終えた加熱ガス流路の一部を形成するようにする。
また、外側環状溝１２ｂに、例えばカーボングラファイ
トのような非耐熱性、耐摩耗性材料でリング状に形成し
た摺動材１４を低温ガス通路１５゜１５′間に位置する
ように固設し、摺動材１４に複数の切欠部１４ａを設け
て低温ガス通路１５゜１５′を連通させ、高温ガス流路
乙の外周部に断熱材１６を設ける。
トのような非耐熱性、耐摩耗性材料でリング状に形成し
た摺動材１４を低温ガス通路１５゜１５′間に位置する
ように固設し、摺動材１４に複数の切欠部１４ａを設け
て低温ガス通路１５゜１５′を連通させ、高温ガス流路
乙の外周部に断熱材１６を設ける。
この実施例は以」二のような構成からなるもので、耐熱
性と耐摩耗性を必要とする高温シール摺動部材を、耐熱
性に優れたシール材１３と耐摩耗性に優れた摺動材１４
とから構成したので、結果的に耐熱性、耐摩耗性の優れ
た高温シール摺動装置を得ることができると共に、シー
ル材１３は易摩純性の材質でよく、摺動材１４は非耐熱
性の材質でよいので、高温シール摺動装置の構成部材の
材質選択の幅がきわめて広くなり、生産コストを低減す
ることができる。
性と耐摩耗性を必要とする高温シール摺動部材を、耐熱
性に優れたシール材１３と耐摩耗性に優れた摺動材１４
とから構成したので、結果的に耐熱性、耐摩耗性の優れ
た高温シール摺動装置を得ることができると共に、シー
ル材１３は易摩純性の材質でよく、摺動材１４は非耐熱
性の材質でよいので、高温シール摺動装置の構成部材の
材質選択の幅がきわめて広くなり、生産コストを低減す
ることができる。
また、この実施例においては、シール材１３と摺動材１
４との間に低温ガス通路１５′を設け、この低温ガス通
路１５′を摺動材１４の切欠部１４ａを通じて低温ガス
通路１５に連通ずるようにしたので、シール材１３の冷
却効果が大きくなり、断熱材１６の厚さを薄くして高温
ガス流路３を広くすることができ、熱交換に寄与する実
質的な伝熱面積が大きくなり温度効率が向上する。
４との間に低温ガス通路１５′を設け、この低温ガス通
路１５′を摺動材１４の切欠部１４ａを通じて低温ガス
通路１５に連通ずるようにしたので、シール材１３の冷
却効果が大きくなり、断熱材１６の厚さを薄くして高温
ガス流路３を広くすることができ、熱交換に寄与する実
質的な伝熱面積が大きくなり温度効率が向上する。
以上述べたように、この発明によれば、耐熱性に優れた
シール材を、少くとも高温ガス流路外周部の一部を形成
するように配設すると共に、前記シール部材の外側の低
温ガス通路内に、」二記シール材と同心状に耐摩耗性に
優れた摺動材を配設するようにしたので、シール材につ
いては耐摩耗性を、摺動材については耐熱性を特に考慮
する必要はなく、高温シール摺動装置の材料選択範囲が
広くなる。
シール材を、少くとも高温ガス流路外周部の一部を形成
するように配設すると共に、前記シール部材の外側の低
温ガス通路内に、」二記シール材と同心状に耐摩耗性に
優れた摺動材を配設するようにしたので、シール材につ
いては耐摩耗性を、摺動材については耐熱性を特に考慮
する必要はなく、高温シール摺動装置の材料選択範囲が
広くなる。
そして、全体として耐熱性、耐摩耗性に優れる７−
と共に摺動抵抗の小さい高温シール摺動装置を得ること
かでき、コアの耐久性、信頼性を向上し、さらにコア駆
動力を著しく低減させる優れた効果を有する。
かでき、コアの耐久性、信頼性を向上し、さらにコア駆
動力を著しく低減させる優れた効果を有する。
第１図は、この発明を適用する回転蓄熱式熱交換器の構
成を概念的に示す断面図、 第２図は、先に出願した回転蓄熱式熱交換器の第１図と
同様な断面図、 第３図は、この発明の実施例を示す要部断面図、第４図
は、第３図ＴＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は、第６
図■−■線に沿う断面図である。 １・・・コア ３・・・高温ガス流路５・・
・低温ガス流路 日・・ケーシング１２・・・ホルダ
１３・・シール材１４・・・摺動材 １
５・・・低温ガス通路１６・・・断熱材 ４４５− ８−
成を概念的に示す断面図、 第２図は、先に出願した回転蓄熱式熱交換器の第１図と
同様な断面図、 第３図は、この発明の実施例を示す要部断面図、第４図
は、第３図ＴＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は、第６
図■−■線に沿う断面図である。 １・・・コア ３・・・高温ガス流路５・・
・低温ガス流路 日・・ケーシング１２・・・ホルダ
１３・・シール材１４・・・摺動材 １
５・・・低温ガス通路１６・・・断熱材 ４４５− ８−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に熱交換に関与する複数の流体が貫通する軸線
方向の流路を備えた円筒状のコアと、このコアを円筒軸
の周りに回転させる駆動装置と、前記複数の流体を絶縁
隔離するシール部材とを有する回転蓄熱式熱交換器にお
いて、耐熱性に優れたリング状のシール材を、少くとも
高温ガス流路外周部の一部を形成するように配設すると
共に、前記シール材の外側の低温ガス通路内に、前記シ
ール材と同心状に耐摩耗性に優れたリング状の摺動材を
配設したことを特徴とする回転蓄熱式熱交換器の高温シ
ール摺動装置。 ２ シール材が窒化ボロンを主成分とする焼結体で形成
されている特許請求の範囲第１項記載の回転蓄熱式熱交
換器の高温シール摺動装置。 ３ 摺動材がカーボングラファイトで形成されている特
許請求の範囲第１項記載の回転蓄熱式熱交換器の高温シ
ール摺動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4795283A JPS59176589A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4795283A JPS59176589A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176589A true JPS59176589A (ja) | 1984-10-05 |
| JPH054598B2 JPH054598B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=12789687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4795283A Granted JPS59176589A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59176589A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226643A (en) * | 1975-08-26 | 1977-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Sealing structure for heat exchanger of rotary heat acumulating type |
-
1983
- 1983-03-24 JP JP4795283A patent/JPS59176589A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226643A (en) * | 1975-08-26 | 1977-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Sealing structure for heat exchanger of rotary heat acumulating type |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH054598B2 (ja) | 1993-01-20 |
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