JPS6124992A - 回転蓄熱式熱交換器 - Google Patents
回転蓄熱式熱交換器Info
- Publication number
- JPS6124992A JPS6124992A JP14442984A JP14442984A JPS6124992A JP S6124992 A JPS6124992 A JP S6124992A JP 14442984 A JP14442984 A JP 14442984A JP 14442984 A JP14442984 A JP 14442984A JP S6124992 A JPS6124992 A JP S6124992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- heat exchanger
- section
- sliding
- sliding surface
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F28D19/041—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 with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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
［技術分野］
本発明は回転蓄熱式熱交換器に関し、特にそのコア外周
部に設けたリングギヤがピニオンギヤによって駆動され
る外周駆動型の回転蓄熱式熱交換器に関する。 ［従来技術１ 従来のこの種ＰＤＳ方式（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｄｒ
ｉｖｅ ａｎｄＳｕｐｐｏｒｔ方式）回転蓄熱式熱交換
器は例えば米国宇宙航空間発局のレポートＮＡＳＡ Ｃ
Ｒ−１８５１３９号に掲載されており、第５図および第
８図はこの種熱交換器を模型的に示したものである。 ここで、１はハニカム状の細孔流路ＩＡを有する円筒形
状の蓄熱体（コア）であり、コアｌの外周面に沿っては
りングギャ２が一体に取付けられていて、このリングギ
ヤ２を第６図に示すピニオンギヤ２Ａの駆動回転によ？
て駆動し、以てコアｌを回転軸心ｘ−ｘの周りに回転さ
せる。また２Ｂは固定ローラ、２Ｃはスプリングローラ
であり、ピニオンギヤ２Ａと共に、これらのローラ２Ｂ
および２Ｃによってコア１を回転可能な状態に保持して
いる。 更に第５図において、３は高温流体が導かれる流体通路
であり、流体通路３に導かれた高温流体はコアｌの流路
ＩＡを通過する際にコア１に熱を伝達して排気通路４へ
と導かれる。５は高圧低温の流体が導かれる流体通路で
あり、通路５に導かれた流体は、コア１の流路ＩＡを通
過する際に、さきに高温流体により加熱された熱をコア
ｌから受取って予熱され、通路８に導かれる。 ７Ａおよび７Ｂは、高温流体が通過する通路３および排
気通路４の側と、高圧低温流体の通路５および６の側と
の間を封止しているそれぞれシール部材であり、８Ａお
よび８Ｂはコア１の上下面の周囲に沿ってそれぞれ半周
および全周に設けられたシール部材である。しかして、
シール部材７Ａおよび８Ａはばね部材９によってコアｌ
の摺動面に向けて偏倚される。１０は蓄熱器のケーシン
グである。 しかしながら、このような従来の回転蓄熱式熱交換器に
おいては、コア１の外周部を少なくとも３点で支持する
ように構成されているため、これらの支持ローラ２Ｂや
２Ｃを収納するだけの空間を必要とし、それだけケーシ
ングｌＯが大きくなって重量が重くなるのみならず、支
持のための部品点数を要し高価となり、特に車輌用とし
てガスタービンエンジンに組込まれる場合の条件として
好ましくない。 ［目的］ 本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、支持ロー
ラ等を要せずコンパクトで軽量化を図ることができる外
周駆動型の回転蓄熱式熱交換器を提供することにある。 ［構成］ かかる目的を達成するために１本発明では、周シール部
材と摺接するコア摺動面を外周端縁部に沿って周設した
段付部に形成し、一方、シール部材の方はこの段付部の
形状に合わせた摺接面を有する環状の周シール部と段差
がないコア中心部と摺接するクロスバ−シール部とで構
成して、周設した段付部を環状の周シール部に摺動自在
に嵌合わすことによりコアを支持させるようにする。 ［実施例］ 以下に、図面を参照しながら本発明の実施例を具体的に
説明する。 第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例を示し、
ここで、１１はコア１の高温流体流入側の外周端縁部に
沿って周設した環状の段付部であり、１８はコア１の段
付部１１と嵌合し、コア１を摺動自在に保持する周シー
ル部材である。このように嵌合わされたコア１の段付部
１１とシール部材１日との間では水平摺接部１１Ａと円
筒状の摺接部１１Ｂとにおいて互いに摺接する。 そこで、このように構成した密封装置では、コアＩは、
ばね９によりシール部材７Ａおよび８Ａを介してシール
部材１８に偏倚される一方、その段付部１１で円筒状摺
接部１１Ｂにより水平方向の移動が拘束される状態に保
たれており、第２図に示すように、保持ローラ等を設け
る必要がなく、ピニオンギヤ２Ａによって駆動される。 なお、クロースバーシール部７Ｂは第５図の場合と同様
にコアｌの下面に摺接する。 かくして、本例゛によれば、コアｌの水平方向すなわち
回転軸ｘ−ｘと直行する方向への移動を拘束するために
ローラ等の保持部材を設ける必要がなくなり、熱交換器
のケーシング１０をコンパクトに゛して軽量化を図るこ
とができるのみならず、部品点数を少なくしてコストの
低減を図ることができる。 次に、第３図により本発明の他の実施例を説明する。本
例は第１図（Ａ）および（Ｂ）で示した例に対して、コ
ア１の摺動面に耐摩耗性を付与し、更に良好な摺動性が
保たれるようにしたものである。 すなわち、コア１の摺動面を多孔のハニカム構造のまま
としておくと、摺動性が良好でない上に耐摩耗性が劣る
。そこで本例ではコア１の摺動面を摺動性の良い、ソリ
ッドセラミックスで形成する。第３図において、２１は
固形の成形したセラミックス摺動部材であり、その材料
の種類としてはＬＡＳ、炭化珪素、窒化珪素、酸化アル
ミニウムなどがあげられる。 このようなセ”ラミックス部材２１をセラミックス系の
接着剤を用いてコア１に接着するか、若しくは部材２１
の同質材料を用いて焼結結合するようにすればよい。 更にまた、第４図は本発明の他の実施例を示し、本例は
コア１の段付部１１における摺動面ＩＢおよびＩＣをセ
ラミックス部材３１で形成するようにしたものである。 すなわち、第５図の例では円筒状摺接部１１Ｂにおける
コア１側の摺動面ＩＧのみがセラミックス部材２１によ
り形成されたのに対して、本例では水平摺接部１−ｔＡ
におけるコアｌ側の摺動面ＩＢをもセラミックス部材３
１によって形成する。 これらのように固形セラミックスを用いてコア段付部１
１における摺動面ＩＣまたはＩＢとｌＣとを形成したも
のにあっては、例えば第３図のように摺動面ＩＣをセラ
ミックスで形成するだけでも、この摺動面ＩＣにおける
耐摩耗性が発揮されて、摩擦抵抗も低減され、コア１を
長期にわたり正常な回転状態に保つことができる。 更にまた、第４図のように、摺動面ＩＢとＩＣとを共に
セラミックスで形成すれば、より一層摩擦抵抗が低減さ
れることと耐摩耗性が強化されることによって、安定し
た正常な回転状態が長期にわたり保持されるのみならず
、その駆動馬力を低減することができる。 なお、摺動面ＩＢのみをセラミックスで形成するように
してもよいことは勿論である。
部に設けたリングギヤがピニオンギヤによって駆動され
る外周駆動型の回転蓄熱式熱交換器に関する。 ［従来技術１ 従来のこの種ＰＤＳ方式（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｄｒ
ｉｖｅ ａｎｄＳｕｐｐｏｒｔ方式）回転蓄熱式熱交換
器は例えば米国宇宙航空間発局のレポートＮＡＳＡ Ｃ
Ｒ−１８５１３９号に掲載されており、第５図および第
８図はこの種熱交換器を模型的に示したものである。 ここで、１はハニカム状の細孔流路ＩＡを有する円筒形
状の蓄熱体（コア）であり、コアｌの外周面に沿っては
りングギャ２が一体に取付けられていて、このリングギ
ヤ２を第６図に示すピニオンギヤ２Ａの駆動回転によ？
て駆動し、以てコアｌを回転軸心ｘ−ｘの周りに回転さ
せる。また２Ｂは固定ローラ、２Ｃはスプリングローラ
であり、ピニオンギヤ２Ａと共に、これらのローラ２Ｂ
および２Ｃによってコア１を回転可能な状態に保持して
いる。 更に第５図において、３は高温流体が導かれる流体通路
であり、流体通路３に導かれた高温流体はコアｌの流路
ＩＡを通過する際にコア１に熱を伝達して排気通路４へ
と導かれる。５は高圧低温の流体が導かれる流体通路で
あり、通路５に導かれた流体は、コア１の流路ＩＡを通
過する際に、さきに高温流体により加熱された熱をコア
ｌから受取って予熱され、通路８に導かれる。 ７Ａおよび７Ｂは、高温流体が通過する通路３および排
気通路４の側と、高圧低温流体の通路５および６の側と
の間を封止しているそれぞれシール部材であり、８Ａお
よび８Ｂはコア１の上下面の周囲に沿ってそれぞれ半周
および全周に設けられたシール部材である。しかして、
シール部材７Ａおよび８Ａはばね部材９によってコアｌ
の摺動面に向けて偏倚される。１０は蓄熱器のケーシン
グである。 しかしながら、このような従来の回転蓄熱式熱交換器に
おいては、コア１の外周部を少なくとも３点で支持する
ように構成されているため、これらの支持ローラ２Ｂや
２Ｃを収納するだけの空間を必要とし、それだけケーシ
ングｌＯが大きくなって重量が重くなるのみならず、支
持のための部品点数を要し高価となり、特に車輌用とし
てガスタービンエンジンに組込まれる場合の条件として
好ましくない。 ［目的］ 本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、支持ロー
ラ等を要せずコンパクトで軽量化を図ることができる外
周駆動型の回転蓄熱式熱交換器を提供することにある。 ［構成］ かかる目的を達成するために１本発明では、周シール部
材と摺接するコア摺動面を外周端縁部に沿って周設した
段付部に形成し、一方、シール部材の方はこの段付部の
形状に合わせた摺接面を有する環状の周シール部と段差
がないコア中心部と摺接するクロスバ−シール部とで構
成して、周設した段付部を環状の周シール部に摺動自在
に嵌合わすことによりコアを支持させるようにする。 ［実施例］ 以下に、図面を参照しながら本発明の実施例を具体的に
説明する。 第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例を示し、
ここで、１１はコア１の高温流体流入側の外周端縁部に
沿って周設した環状の段付部であり、１８はコア１の段
付部１１と嵌合し、コア１を摺動自在に保持する周シー
ル部材である。このように嵌合わされたコア１の段付部
１１とシール部材１日との間では水平摺接部１１Ａと円
筒状の摺接部１１Ｂとにおいて互いに摺接する。 そこで、このように構成した密封装置では、コアＩは、
ばね９によりシール部材７Ａおよび８Ａを介してシール
部材１８に偏倚される一方、その段付部１１で円筒状摺
接部１１Ｂにより水平方向の移動が拘束される状態に保
たれており、第２図に示すように、保持ローラ等を設け
る必要がなく、ピニオンギヤ２Ａによって駆動される。 なお、クロースバーシール部７Ｂは第５図の場合と同様
にコアｌの下面に摺接する。 かくして、本例゛によれば、コアｌの水平方向すなわち
回転軸ｘ−ｘと直行する方向への移動を拘束するために
ローラ等の保持部材を設ける必要がなくなり、熱交換器
のケーシング１０をコンパクトに゛して軽量化を図るこ
とができるのみならず、部品点数を少なくしてコストの
低減を図ることができる。 次に、第３図により本発明の他の実施例を説明する。本
例は第１図（Ａ）および（Ｂ）で示した例に対して、コ
ア１の摺動面に耐摩耗性を付与し、更に良好な摺動性が
保たれるようにしたものである。 すなわち、コア１の摺動面を多孔のハニカム構造のまま
としておくと、摺動性が良好でない上に耐摩耗性が劣る
。そこで本例ではコア１の摺動面を摺動性の良い、ソリ
ッドセラミックスで形成する。第３図において、２１は
固形の成形したセラミックス摺動部材であり、その材料
の種類としてはＬＡＳ、炭化珪素、窒化珪素、酸化アル
ミニウムなどがあげられる。 このようなセ”ラミックス部材２１をセラミックス系の
接着剤を用いてコア１に接着するか、若しくは部材２１
の同質材料を用いて焼結結合するようにすればよい。 更にまた、第４図は本発明の他の実施例を示し、本例は
コア１の段付部１１における摺動面ＩＢおよびＩＣをセ
ラミックス部材３１で形成するようにしたものである。 すなわち、第５図の例では円筒状摺接部１１Ｂにおける
コア１側の摺動面ＩＧのみがセラミックス部材２１によ
り形成されたのに対して、本例では水平摺接部１−ｔＡ
におけるコアｌ側の摺動面ＩＢをもセラミックス部材３
１によって形成する。 これらのように固形セラミックスを用いてコア段付部１
１における摺動面ＩＣまたはＩＢとｌＣとを形成したも
のにあっては、例えば第３図のように摺動面ＩＣをセラ
ミックスで形成するだけでも、この摺動面ＩＣにおける
耐摩耗性が発揮されて、摩擦抵抗も低減され、コア１を
長期にわたり正常な回転状態に保つことができる。 更にまた、第４図のように、摺動面ＩＢとＩＣとを共に
セラミックスで形成すれば、より一層摩擦抵抗が低減さ
れることと耐摩耗性が強化されることによって、安定し
た正常な回転状態が長期にわたり保持されるのみならず
、その駆動馬力を低減することができる。 なお、摺動面ＩＢのみをセラミックスで形成するように
してもよいことは勿論である。
以上説明してきたように、本発明によれば、コアの外周
端縁部に沿って周設した段付部に周シール部材と摺接す
る摺動面を形成して、この段付部を周シール部材に摺動
自在に嵌合わせ、クロスバ−シール部材にはコアの断差
がない中心平坦部を摺接させるようにしたので、ＰＤＳ
方式において、コアを回転自在に保持するためにその外
周部の周りに複数のローラを配置してこれらのローラに
よりコアを支持する必要がなくなり、以てケーシングを
含め熱交換器を軽量コンパクトにすることができ、部品
点数を削減してコストダウンを図ることができる。 更にまた、段付部に形成する水平摺動面および円筒状摺
動面のうち少なくとも何れかを固形のセラミックスで形
成することにより、コア摺動部の耐摩耗性を向上させ、
また、摩擦抵抗が低減されることによってコアの駆動力
を節減することができる。
端縁部に沿って周設した段付部に周シール部材と摺接す
る摺動面を形成して、この段付部を周シール部材に摺動
自在に嵌合わせ、クロスバ−シール部材にはコアの断差
がない中心平坦部を摺接させるようにしたので、ＰＤＳ
方式において、コアを回転自在に保持するためにその外
周部の周りに複数のローラを配置してこれらのローラに
よりコアを支持する必要がなくなり、以てケーシングを
含め熱交換器を軽量コンパクトにすることができ、部品
点数を削減してコストダウンを図ることができる。 更にまた、段付部に形成する水平摺動面および円筒状摺
動面のうち少なくとも何れかを固形のセラミックスで形
成することにより、コア摺動部の耐摩耗性を向上させ、
また、摩擦抵抗が低減されることによってコアの駆動力
を節減することができる。
第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明回転蓄熱式熱交換器
の構成の一例を示すそれぞれ模型図およびその摺接部の
詳細図、 第２図はその摺接部における嵌合状態を下面から見て示
す説明図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例としてその摺
接部における構成の一例をそれぞれ示す詳細図、 第５図は従来の回転蓄熱式熱交換器の構成の一例を示す
模型図、 第８図はその上面図である。 １・・・コア、 ＩＡ・・・流路、 １Ｂ、 ＩＣ・・・摺動面、 ２・・・リングギヤ。 ２Ａ・・・ピニオンギヤ、 ２Ｂ 、 ２Ｃ・・・ローラ、 ３．５．８・・・流体通路、 ４・・・排気通路。 ７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ・・・シール部材、８・・・ば
ね部材、 １０・・・ケーシング、 １１・・・段付部、 １１Ａ・・・水平摺接部、 １１Ｂ・・・円筒状摺接部、 ２１．３１・・・セラミックス部材。 第１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 第３図 第４図 四 第５図
の構成の一例を示すそれぞれ模型図およびその摺接部の
詳細図、 第２図はその摺接部における嵌合状態を下面から見て示
す説明図、 第３図および第４図は本発明の他の実施例としてその摺
接部における構成の一例をそれぞれ示す詳細図、 第５図は従来の回転蓄熱式熱交換器の構成の一例を示す
模型図、 第８図はその上面図である。 １・・・コア、 ＩＡ・・・流路、 １Ｂ、 ＩＣ・・・摺動面、 ２・・・リングギヤ。 ２Ａ・・・ピニオンギヤ、 ２Ｂ 、 ２Ｃ・・・ローラ、 ３．５．８・・・流体通路、 ４・・・排気通路。 ７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ・・・シール部材、８・・・ば
ね部材、 １０・・・ケーシング、 １１・・・段付部、 １１Ａ・・・水平摺接部、 １１Ｂ・・・円筒状摺接部、 ２１．３１・・・セラミックス部材。 第１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 第３図 第４図 四 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） 回転する円筒型コアの摺動面に摺接し、熱交換に
あずかる２つの流体間を封止する周シール部材を有し、
前記円筒型コアの外周部に設けたリングギアを介して前
記円筒型コアを該コアの軸心の周りに回転させるように
した回転蓄熱式熱交換器において、前記円筒型コアの外
周端縁部に沿って段付部を周設し、前記摺動面を前記段
付部に形成し、その摺動面に周シール部を嵌合させて前
記円筒型コアを回転自在に保持させるようにしたことを
特徴とする回転蓄熱式熱交換器。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の回転蓄熱式熱交換器
において、前記段付部に形成した前記周シール部材との
摺動面は、固形のセラミックスで形成されたことを特徴
とする回転蓄熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14442984A JPS6124992A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14442984A JPS6124992A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124992A true JPS6124992A (ja) | 1986-02-03 |
Family
ID=15361987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14442984A Pending JPS6124992A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124992A (ja) |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14442984A patent/JPS6124992A/ja active Pending
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