JPS6059517B2 - 回転蓄熱式熱交換器のシール装置 - Google Patents
回転蓄熱式熱交換器のシール装置Info
- Publication number
- JPS6059517B2 JPS6059517B2 JP52151028A JP15102877A JPS6059517B2 JP S6059517 B2 JPS6059517 B2 JP S6059517B2 JP 52151028 A JP52151028 A JP 52151028A JP 15102877 A JP15102877 A JP 15102877A JP S6059517 B2 JPS6059517 B2 JP S6059517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- sealing device
- carbon material
- rotary regenerative
- regenerative heat
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/903—Seal for rotating kiln or drum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転蓄熱式熱交換器のシール装置特に車両用ガ
スタービンに用いて好適な回転蓄熱式熱交換器のシール
装置に関する。
スタービンに用いて好適な回転蓄熱式熱交換器のシール
装置に関する。
従来車両用ガスタービンにおいては熱効率を向上させて
燃費を改善するため第１図に示すような回転蓄熱式熱交
換器が用いられている。
燃費を改善するため第１図に示すような回転蓄熱式熱交
換器が用いられている。
一 −★↓一ーＩＩＣＮ■ｌ魯１−１、、１−」１”、
、、、一、、フ流入４÷一μフに■１−１＃熱体１（金
属あるいはセラミック等より成る）を図中矢印Ａ方向に
一定回転させ、タービンを回した後の高温排ガス（約７
００〜７５０℃）の熱をコンプレッサから送出されてく
る低温圧縮空気（約２００℃）に与えて、各々低温排ガ
ス（約３５０℃）および高温圧縮空気（約５５０〜６０
０℃）とすべく、互いに逆方向に流入、流出させるよう
にしたものである。
、、、一、、フ流入４÷一μフに■１−１＃熱体１（金
属あるいはセラミック等より成る）を図中矢印Ａ方向に
一定回転させ、タービンを回した後の高温排ガス（約７
００〜７５０℃）の熱をコンプレッサから送出されてく
る低温圧縮空気（約２００℃）に与えて、各々低温排ガ
ス（約３５０℃）および高温圧縮空気（約５５０〜６０
０℃）とすべく、互いに逆方向に流入、流出させるよう
にしたものである。
このため回転蓄熱体１と摺動して各々のガスを分離する
シール装置が必要となるが、低温側（低温圧縮空気およ
び低温排ガス）と高温側（高温圧縮空気よび高温排ガス
）とでは前記の如くかなりの温度差があるためシール材
をその温度に適合した材料を用いる必要がある。
シール装置が必要となるが、低温側（低温圧縮空気およ
び低温排ガス）と高温側（高温圧縮空気よび高温排ガス
）とでは前記の如くかなりの温度差があるためシール材
をその温度に適合した材料を用いる必要がある。
従来においては低温側のシール材２として自己潤滑性の
良いカーボン材を用い、高温側のシール材３として金属
板４の表面（摺動面）にＮＩＯ＋ＣａＦ２等を溶射コー
ティング５を施したものを用いるのが一般的である。
良いカーボン材を用い、高温側のシール材３として金属
板４の表面（摺動面）にＮＩＯ＋ＣａＦ２等を溶射コー
ティング５を施したものを用いるのが一般的である。
Ｊ これはカーボン材が酸化性雰囲気中では約４００℃
程度までしか使用に耐えないことによるものである。
程度までしか使用に耐えないことによるものである。
しカルながら金属板４に溶射コーティング５を施したも
のはコーティングの厚さに限界（約２一ｉ程度）が有り
、摩耗により耐久性が乏しいという欠点が有る。
のはコーティングの厚さに限界（約２一ｉ程度）が有り
、摩耗により耐久性が乏しいという欠点が有る。
また片当りしている場合などには偏摩耗により直接金属
板４と回転蓄熱体１とが接触して回転蓄熱体１を摩耗あ
るいは損傷させてしまうという不具合を生じていた。
板４と回転蓄熱体１とが接触して回転蓄熱体１を摩耗あ
るいは損傷させてしまうという不具合を生じていた。
本発明はかかる従来の問題点を解決するために提案され
たもので、カーボン材が酸化性雰囲気を遮断すれば千数
百度の高温にも十分耐え得ることに着目し、少なくとも
高温ガスにさらされる側のカーボン材の側面にＳｉＣよ
りなる耐熱性被膜を設けることにより高温側のシールに
用いても十分耐久性の有るシール材を提供するものであ
る。
たもので、カーボン材が酸化性雰囲気を遮断すれば千数
百度の高温にも十分耐え得ることに着目し、少なくとも
高温ガスにさらされる側のカーボン材の側面にＳｉＣよ
りなる耐熱性被膜を設けることにより高温側のシールに
用いても十分耐久性の有るシール材を提供するものであ
る。
以下本発明を図面について説明する。第２図はカーボン
材に設ける耐熱性被膜としてＳｉＣ（シリコンカーバイ
ト）を用いる場合の被膜の形成方法を説明するための図
である。
材に設ける耐熱性被膜としてＳｉＣ（シリコンカーバイ
ト）を用いる場合の被膜の形成方法を説明するための図
である。
カーボン材６の被膜を形成しない面（摺動面）を遮蔽板
７で覆い、これをＳｉＯガス中に置いたものである。
７で覆い、これをＳｉＯガス中に置いたものである。
こうすることにより遮蔽板７で覆わないカーボン材の面
において？＋ＳｉＯ−＋ＳｌＣ＋ＣＯの反応によりＳｌ
Ｃより成る耐熱性被膜８が形成される。
において？＋ＳｉＯ−＋ＳｌＣ＋ＣＯの反応によりＳｌ
Ｃより成る耐熱性被膜８が形成される。
こうして得られたシール材は回転蓄熱体１と摺動する面
が自己潤滑性の良いカーボン材であり、しかもその両側
面および底面（ホルダーに取付け，られる面）がＳｌＣ
より成る耐熱性被覆８によつて覆われ、カーボン材を酸
化性雰囲気から遮断しているため高温側のシールに用い
ても十分耐えるようになるものである。なお第２図に示
す実施例においては摺動面以外！の面すべてに耐熱性被
膜を設けているが少なくとも高温ガスにさらされる側の
側面に設けるだけでもよい。
が自己潤滑性の良いカーボン材であり、しかもその両側
面および底面（ホルダーに取付け，られる面）がＳｌＣ
より成る耐熱性被覆８によつて覆われ、カーボン材を酸
化性雰囲気から遮断しているため高温側のシールに用い
ても十分耐えるようになるものである。なお第２図に示
す実施例においては摺動面以外！の面すべてに耐熱性被
膜を設けているが少なくとも高温ガスにさらされる側の
側面に設けるだけでもよい。
またＳｉＣの被膜の形成は被膜を設けるカーボン材の部
分にＳｉ粉末を置き、これに還元性のガスをこ作用させ
て形成してもよい。
分にＳｉ粉末を置き、これに還元性のガスをこ作用させ
て形成してもよい。
耐熱性被膜をＳｌＣとした場合ＳｌＣが高硬度であるた
め側面における被膜の厚さをあまり厚くしすぎると、回
転蓄熱体１の摩耗が促進されてしまうため摩耗を防ぐと
いう点からすれば薄い程よいが、耐熱作用、酸化性雰囲
気の遮断作用との兼ね合いから約０．１〜０Ａ程度が適
当である。
め側面における被膜の厚さをあまり厚くしすぎると、回
転蓄熱体１の摩耗が促進されてしまうため摩耗を防ぐと
いう点からすれば薄い程よいが、耐熱作用、酸化性雰囲
気の遮断作用との兼ね合いから約０．１〜０Ａ程度が適
当である。
上述したいずれの耐熱性被膜においてもカーボン材がポ
ーラスであるため形成された被膜ははがれにくいという
利点を有しているが、さらに好ましくは熱膨脹率がなる
べく近くなるようにすることが望ましい。以上のように
して得られたシル材は第３図および第４図に示すように
用いられる。
ーラスであるため形成された被膜ははがれにくいという
利点を有しているが、さらに好ましくは熱膨脹率がなる
べく近くなるようにすることが望ましい。以上のように
して得られたシル材は第３図および第４図に示すように
用いられる。
これらの図に示す実施例においては、高温側シールのシ
ール材はリング状のカーボン材６−ａと柱状のカーボン
材６−ｂとから成つており、リング状のカーボン材６−
ａは内周側面のみ、柱状のカーボン材６−ｂは両側面お
よび底面に耐熱性被膜８が形成されている。
ール材はリング状のカーボン材６−ａと柱状のカーボン
材６−ｂとから成つており、リング状のカーボン材６−
ａは内周側面のみ、柱状のカーボン材６−ｂは両側面お
よび底面に耐熱性被膜８が形成されている。
これはリング状カーボン材６−ｂの外周側面は低温圧縮
空気により満たされていることによる。
空気により満たされていることによる。
尚９はホルダーである。本発明は以上説明してきたこと
かられかるとおり、次のような効果を有するものでる。
かられかるとおり、次のような効果を有するものでる。
（イ）高温側シールにカーボン材を使用できるようにし
たため従来の金属に溶射コーティングをしたものに比べ
てシール材の摩耗許容厚さが十倍以上取れ、耐久性が向
上する。
たため従来の金属に溶射コーティングをしたものに比べ
てシール材の摩耗許容厚さが十倍以上取れ、耐久性が向
上する。
（口）カーボン材は自己潤滑性が良いため均一な当りが
期待でき、またたとえ片当りしても回転蓄熱体を損傷す
るようなことがない。
期待でき、またたとえ片当りしても回転蓄熱体を損傷す
るようなことがない。
（ハ）カーボン材はポーラスであるため耐熱性被膜がは
がれにくい。
がれにくい。
第１図は従来の熱交換器シール例の説明図、第２図は本
発明のシール材の製造法の１例を説明する図、第３図お
よび第４図は本発明の一実施例を示す説明図および要部
断面図てある。 １・・・・・・回転蓄熱体、２・・・・・・低温側シー
ル、３・・・・・・高温側シール、４・・・・・・金属
板、５・・・・・・溶射コーティング、６・・・・・・
カーボン材、７・・・・・・遮蔽板、８・・・ＳｉＣよ
りなる耐熱性被膜、９・・・・・・ホルダー。
発明のシール材の製造法の１例を説明する図、第３図お
よび第４図は本発明の一実施例を示す説明図および要部
断面図てある。 １・・・・・・回転蓄熱体、２・・・・・・低温側シー
ル、３・・・・・・高温側シール、４・・・・・・金属
板、５・・・・・・溶射コーティング、６・・・・・・
カーボン材、７・・・・・・遮蔽板、８・・・ＳｉＣよ
りなる耐熱性被膜、９・・・・・・ホルダー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転蓄熱式熱交換器のシール装置において、カーボ
ン材からなるシール材の側面のうち少なくとも高温ガス
にさらされる側の側面にＳｉＣの耐熱性被膜を形成した
ことを特徴とする回転蓄熱式熱交換器のシール装置。 ２ ＳｉＣ被膜は、被膜を設けない部分を遮蔽板でカバ
ーしたカーボン材にＳｉＯガスを作用して形成した特許
請求の範囲第１項記載の回転蓄熱式熱交換器のシール装
置。 ３ ＳｉＣ被膜は、被膜を設ける部分にＳｉ粉末を置い
たカーボン材に還元性のガスを作用させて形成した特許
請求の範囲第１項記載の回転蓄熱式熱交換器のシール装
置。 ４ ＳｉＣ被膜は、厚さが０．１〜０．４ｍｍである特
許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の回転蓄
熱式熱交換器のシール装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52151028A JPS6059517B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器のシール装置 |
| US05/969,033 US4226429A (en) | 1977-12-15 | 1978-12-13 | Fluid seal for use in rotary regenerator |
| DE19782854106 DE2854106A1 (de) | 1977-12-15 | 1978-12-14 | Gleitkontakt-dichtung fuer drehspeicher-waermetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52151028A JPS6059517B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器のシール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5483165A JPS5483165A (en) | 1979-07-03 |
| JPS6059517B2 true JPS6059517B2 (ja) | 1985-12-25 |
Family
ID=15509713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52151028A Expired JPS6059517B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 回転蓄熱式熱交換器のシール装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4226429A (ja) |
| JP (1) | JPS6059517B2 (ja) |
| DE (1) | DE2854106A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59148968U (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-04 | 日産自動車株式会社 | 回転蓄熱式熱交換器の高温シ−ル摺動装置 |
| US4693481A (en) * | 1985-05-31 | 1987-09-15 | Westinghouse Electric Corp. | Film-riding shaft seal formed from high-purity silicon nitride |
| US4792146A (en) * | 1987-02-17 | 1988-12-20 | University Of New Mexico | Radially compliant - zero net thermal radial taper mechanical face seal |
| US5234048A (en) * | 1991-01-14 | 1993-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Sealing members for gas preheaters, and sealing structures using such sealing members for gas preheaters |
| DE69407451D1 (de) * | 1993-03-19 | 1998-02-05 | Fmc Corp | Sterilisator mit verminderter Oberflächenverschmutzung |
| DE29500111U1 (de) * | 1995-01-04 | 1995-02-16 | Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co, 82515 Wolfratshausen | Gleitring in Verbundbauweise einer Gleitringdichtung |
| US6273527B1 (en) * | 1998-10-06 | 2001-08-14 | Denso Corporation | Rotary pump with better fluid sealing structure and brake apparatus having same |
| US20060005940A1 (en) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Dilley Roland L | Heat exchanger with bypass seal |
| US8845272B2 (en) | 2011-02-25 | 2014-09-30 | General Electric Company | Turbine shroud and a method for manufacturing the turbine shroud |
| DE102011116162A1 (de) | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitring einer Gleitringdichtungsanordnung mit laufzeitverlängernden Eigenschaften sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| US9051882B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-09 | Rolls-Royce Corporation | Seals for a gas turbine engine |
| US9416675B2 (en) | 2014-01-27 | 2016-08-16 | General Electric Company | Sealing device for providing a seal in a turbomachine |
| US10099290B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-10-16 | General Electric Company | Hybrid additive manufacturing methods using hybrid additively manufactured features for hybrid components |
| US20170051983A1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | Arvos Inc. | Flexible seal for a rotary regenerative preheater |
| US12510154B2 (en) * | 2024-01-04 | 2025-12-30 | Rtx Corporation | Light weight hybrid piston seal ring |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1267805A (en) * | 1968-04-29 | 1972-03-22 | Clarke Chapman John Thompson L | Improvements in and relating to high temperature seals |
| US3601413A (en) * | 1969-07-18 | 1971-08-24 | Texas Instruments Inc | Mechanical seal |
| US3746352A (en) * | 1969-09-02 | 1973-07-17 | V Bao | Rubbing seal for high temperature ceramics |
| GB1290657A (ja) * | 1970-06-26 | 1972-09-27 | ||
| US3659861A (en) * | 1970-07-06 | 1972-05-02 | Ford Motor Co | Particulate coating for the rubbing seal of a gas turbine regenerator |
| GB1342323A (en) * | 1971-09-21 | 1974-01-03 | British Leyland Truck & Bus | Regenerative heat-exchanger seals |
| US3761101A (en) * | 1972-03-06 | 1973-09-25 | Kelsey Hayes Co | Turbine regenerative seal and method of making same |
| JPS4938247A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-09 | ||
| US3899182A (en) * | 1973-11-12 | 1975-08-12 | Gen Motors Corp | High temperature seal |
| US3930071A (en) * | 1973-11-14 | 1975-12-30 | Ford Motor Co | Process for coating the rubbing surfaces of the seal of the gas turbine regenerator |
| JPS5226643A (en) * | 1975-08-26 | 1977-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | Sealing structure for heat exchanger of rotary heat acumulating type |
-
1977
- 1977-12-15 JP JP52151028A patent/JPS6059517B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-12-13 US US05/969,033 patent/US4226429A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-12-14 DE DE19782854106 patent/DE2854106A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4226429A (en) | 1980-10-07 |
| DE2854106A1 (de) | 1979-06-21 |
| JPS5483165A (en) | 1979-07-03 |
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