JPS5977295A - 対向流型遠心送風式熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数の小透孔が外周面と内ＩＮ面との間に貫辿
した中空円筒状の熱交換素子をケーシングに収納し、該
熱交換素子の内周面および外周面を２分割して２種知の
流体が互いに混和することな〈多ｉｉ文の小透孔内を交
互に通過し、そのうち一の流体は排気ガスその他圧力を
有する流体としてこれを素子外面より小透孔内に送入１
，てその動圧によシ熱交換素子を回転させ、他の流体は
熱交換素子の内周面よシ熱交換素子の小透孔内ｔｒｃそ
の遠心力により通過させ、不透孔壁を介して交互に逆方
向に通過する２種類の流体間の黙契１奥會行なう幻同流
型遠心送風式熱交換詣にかかるものである。

タービンは高圧の流体をケーシング内の羽根車に娼てて
その動圧によシ該羽根車を高速回転させるものであわ、
遠心送風櫨はケーシング内の羽根車ケ高速で，駆動回転
させることにより羽根車内の窒気に遠心力を与え内から
外への聖気の流動を起しこれによって吸込み、吐出しの
送１戦を行なうものである。

一方両端面１ｉｊに透通ずる多数の小透孔を有する中空
円筒状の熱交換素子を成形し、この小透孔に２種類の気
体を交互ＶＣ通過させ小透孔壁を介して２種類の気体間
で熱交換を行なうロータリー型，■交換器はｅｌ：ＶＣ
広く使用ざれている。

本発明は上記の中梁円筒状の熱ダ模素子の成形にあ７と
りその多数の小透孔が円筒内周面と円筒外ｂ！ｊｌ−１
’ｌＴＩとの間に貫通ずるよう構成してこれをケーシン
グに収、；、ｌ’（Ｌ、熱交侠系子の内周面を仕切板に
よつ０２分し、外周面は吐出口と吹込口とを形成するケ
ーシングによって２分し、該吹込口には排気ガスその他
圧力を待った第一の流体を熱交換素子の外周面よ−り小
透孔を通って内周面に向けて吹込みその動圧Ｖこよシ熱
交換索子を回転させ、第二の流体は該熱交換素子の回転
による遼七力により熱交換素子の内周面より外周面に向
けて送風作用を起し第一のｔＪＷ体と混会することなく
小透孔内を通過し、もって小透孔壁を介して両幅体間に
対回流型の熱交侠を行なわせるようにしたものである。

以下実施例を図面について説明すれば、第１図に示す如
く紙、４１１％　　アスベスト紙、セラミック紙、カー
ボン繊維混入紙等の繊維聚合材のシート、構成；；ＬＪ
　１１＝シート、金属博板またはそれ等の貼合せシート
よりなる平板（１１）と波板（１２）とを交互に積層し
または第２図に示す如く波板（１２）をイｒｔ層して多
数の小透孔（１）を形成したブロックを成形し、あるい
はセラミックス泥漿を用い−Ｃ第３図に示す如く多数の
小透孔（１）を有するブロックを塑造焼結し、このブロ
ックを第４図に示す如く適宜接合し必要に応じて適宜の
スペーサ−（１３）を充填して多数の小透孔（１）が外
周面（２）と内周面（３）との間に透通した中空円筒体
を成形し、主板（１４）および必要に応じて側板（１５
）を取付けてｆ゛；（交俟素子兼タービン用羽根車兼遠
心送風用羽根車とし、これを第５図乃至第７図に示す如
く吹込口（８）と吐出口（９）とを設けたケーシング（
１０）内に回動自在に軸着し、黙契快素子（４）の中窒
部はこれに連設したダクトの一部に暇伺けた仕切り板（
７）により吐出口釦と吸込口（６）とに２分して夫々ダ
クト（１６１，（ニア）に接続せしめ、ケーシング（１
０）の吹込口（８）にはダク）（１８）を介して排ガス
その他席圧流体を吹込むよう構成してなる対向流型遠心
送風式熱又侯器である。

尚爾５図において舌部の間１４（１９１、（１９）およ
び仕切シ板（７）と熱交換素子（４）の内周面（３）と
の間Ｐｉ（ｚｏｌ、（２０）は夫々０１〜０５朋橿度と
ずれはノＦす常のイ芦気処理の場合は充分であるが、！
ｋｒ＋ｔ（２ノー２翅の流体間の混和を嫌う場合には適
宜シール（２１）奮施せばよい。

寸だ熱交換素子（４）の日時の端面方向から見た小ｊ〃
孔（１）の膨大は熱交陶素子（４）の回転方向を第５図
矢Ｎ）　（２２）の方向とした場合！５図に示す如く円
筒の半住方向に対し前方へ傾斜右曲させた形状の他、第
８図にボす如くラジアル方向、第９図に７Ｊ＜す々ｏ　
＜　＋？ｆＪ回さ形状、第１０図に示す如く後方へ１１
：ｌ（斜弯曲させた形状等使用条件に応じ種々′変更し
イ４するものであり、また小遣孔（１）の内径は第４図
、第７図乃至第９図に示す如く均一径に形成しまた向 は内周面よシ外局面に〜け拡がるよう形成してもよく、
後方の場合にはＩＮＪ記のスペーサー（１３）は不要と
なる。

側５図においては吹込口（８）より吹込壕れる流体の方
向が熱交換素子（４）の回転方向と同一である例を示し
たが、第１Ｏ図に示す如く両者の方向が成る角度たとえ
ば直角になるようケーシング（１０）の形状をｊくぶこ
ともでき、また第１１図に示す如くケーシング（１０１
の形状を変更することもできる。

次に本発明の詳細な説明すると、ダクト（１Ｂ）よシ吹
込口（８）に高温高圧の排ガスまたは水蒸気を吹込むと
、該流体は第５図中破、嵌矢印（２３）に示す如く第５
図において熱交換素子（４）の上半部にある小透孔（１
）を通って中央吐出口（５）に達するとともに熱交換素
子（４）は該流体（２３）の・ωｌ圧を覚り矢印（２２
）の方向に回転する。この回転は図中熱交換素子（４）
の下半部にある小透孔（１）内の望気に遠心力を与え、
生卵（２４）に斥す川〈吸込１コ（６へ内周面（３）よ
シ流木を吸入し、小遣孔（１）を通って外周面に向う流
れを生じケーシング（ｌＯ）に集合しダク）（２５１よ
り吐出され送風作用を起す。

ここで流ｙ’４　（２３１、（２４＋は静止糸より見る
と破線（２３ａ　１．一点鎖線（２４ｅ、　１の如くな
り、この軌跡は熱交換素子（４）の回転速度によって変
化し内周面または外周面に達したときの絶対位置が異な
って来るが、仕切り板（７）を回転し冑るように装着し
ておき、仕切り板（７）と舌部（１９）との相互位ｆｆ
’“Ｉ（を適自二選択して吹込口（８）より入れた高Ｉ
′１１Ａ　Ａ圧の流体は吐出口（５）に集り、吸込口（
６）より人つプこｒＡｆ、体は吐出口（９）に娼るよう
にすることにょシ、１個の熱交換器で高温、低温の２　
′ｓｉ類の流体を互すに４会させることなく熱交換素子
（４）の各小透孔（１）Ｋ互いに逆方向に交互に通過せ
しめ、小透孔壁を介して有効に所謂対向流型の熱交換が
行なわれる。

；試上木本発明作用を顕熱交換について説明したが、気
体対気体の、場合には熱交換素子（４）に塩化リチウム
、美化リチウム、塩化カルシウム等の吸湿１ｉｌｌを含
浸または付着することにより顕熱と同時に湿分Ｊｊ１１
」ち潜熱をも父換することができ、また適宜の１℃逆性
吸漸Ａｌｌを含浸または付着させあるいは活性カーボン
繊維混入紙を使用した黙契ｍ累子を使用すればたとえば
低温窒気中に含まれる有機溶剤蒸気、オゾン、二酸化硫
黄、二酸化墾素等のガスを熱交換素子に吸着させ、これ
を高７晶気体により脱着させることもできる。

本発明は王妃の如く多数の小透孔が外筒面と内周＋ｆｕ
とのｌ１４Ｊに貫通した中空円筒状の熱交換素子の外周
面の−ｔｒＶｓより排ガスその他圧力を有する流体を送
入することにより該高圧流体の動圧によって熱交換素子
を回転させ、熱交換素子の他の部分は系子の回転によっ
て他の気体に送風作用を起し、両流体は交互に且つ互い
に４介することなく小遣孔内を逆方向に通過し、小透孔
檜紮弁して両ｖｉＵ体間で熱交換を行なうものであるか
ら、排ガスその他第−の流体の動圧以外Ｖこ何等勅力を
要することなく連続的に熱交換を行なうことができ、更
に前記ζπ二の流体を町成りの吐出し圧および流量で面
方に送ることもできる。しかも熱交換効率は両流体が並
行流の場合に比し著しく向上し、／ヒとえば素子の小噸
孔の大きさく内接円の径）約２　ＪＡ！　Ｘ長さ６０２
ｆＪ）ｌ、ｇ子の外径３５　Ｄｉ方、第一、第二の気体
の流速Ｓ　５　ｍ／ｓθＣ８の場合熱交換効率はａｏ％
に達する。

以下本発明をガンリンエンジン、ヂ・−ゼルエンジン等
に用いらＪしている過給１飛に応用し／ヒ例について述
べれば、過給機の吐１．Ｌｌ　ｌ、流体が高１！高圧の
状１川でピストン内に押込まれるため視準にしばしばエ
ンジンの出力低下を起す場合があるが、この楊汀過・１
８イ幾から吐出される高温高圧の流体を第一の？ｌ＋：
体として第５図において熱交換素子（４）の上半部の外
周面より吠込泰、素子を回転させ、素子の下半部の１ノ
３　ｂ！；１面より第二の流体として外気を吸込ませ、
同一の小透孔に２種の流体を交互に対・向流に辿すこと
によって１１１］流体間の熱交換を行なえば、／ヒとえ
ば過裕磯から吐出される高温高圧（］５０じ、”　ｋＷ
　／　ｃｔ４　）の流体は外気（３０Ｃ１ｌ　ｋｇ　／
　ｔ、ｉ　）によってツＱＣ，１７ｋｇ　／　（ニアＪ
程夏に冷却され、エンジンの出力低下の発束を１１止で
きる。

丑た上６９１例においては流体として気体に使用する場
合を述べたが、両流体の混和、流体の小透孔壁への浸透
＃の問題のない限り液体に対しても１更用することがで
き、たとえば液体を第一の流体即ら動力（１つとし気体
を第二の流体として両者で熱交換を行なうとともに該気
体に対する送風機として１′Ｌ用させ、または気体を第
一の流体即ち動力源とじ詠体イ第二の流木として両者で
熱交換を行なうとともに該液体に対するポンプとして作
用させ、あるいは単に第一の流体のｉｌｂ圧Ｖ（より第
二の流体に対するポンプの作用のみケ行なわせることも
できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図乃至第３図は熱交換
素子の構造を示す拡大＞＃）親図、第４図は熱交換素子
Ｕの斜視図、第５図は対向流型遠心送風式熱交換器の断
面図、第６図は第５図のＡ　−Ａ線断面図、第７図は第
５図のＢ−Ｂ線断面図、第８１！’ｌＪ、第９図は小透
孔（１）の種々の形状を示す熱交換素子（４）の断面図
、編ユＯ図およびξＢ１１図は対向流型遠心送風式熱交
換器の他の例奮示す断面図である。 代理人　丼　牛　　錬

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ．多数の小透孔（１）が外周面（２）と内周面（３）
   との間に１１通した回転自在の熱交換素子（４）と、該
   黙契摸索（−（４）の中空部を２分して第一の流体の吐
   出口《５】と第二の流体の吸込口（６）と全形成する仕
   切り板（７）と、該熱交換素子（４）の外周を包囲し第
   一の流体の吹込口（８）と第二流体の吐出口（９）とを
   形成するケー△ シンク（１０　）とを・Ｉｊｆｆｉえてなることを特徴
   とする対向流型遠心的１虱式熱交換器。 ？．熱黙契器示禰二の流体のポンプとして作用する′侍
   ｒｆ請求の軸回第ユ項記載の対向流型遠心送風式κｉｊ
   ４ダ換器。